EA018026B1 - A bar of the periodic profile out of fiber composite material and the method of its production - Google Patents
A bar of the periodic profile out of fiber composite material and the method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- EA018026B1 EA018026B1 EA201100788A EA201100788A EA018026B1 EA 018026 B1 EA018026 B1 EA 018026B1 EA 201100788 A EA201100788 A EA 201100788A EA 201100788 A EA201100788 A EA 201100788A EA 018026 B1 EA018026 B1 EA 018026B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- relief
- core
- rod
- forming shell
- threads
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к стержневым конструкционным элементам из высокопрочного композиционного материала, которые применяются в строительных конструкциях: для армирования термоизолированных стеновых панелей, монолитных бетонных и сборных зданий; для армирования грунта оснований зданий и сооружений, в том числе автомагистралей и дорог и т.д., а также в полимерных резьбовых соединениях.The invention relates to the field of construction, namely to bar structural elements of high-strength composite material, which are used in building structures: for reinforcing thermally insulated wall panels, monolithic concrete and prefabricated buildings; for soil reinforcement of the foundations of buildings and structures, including motorways and roads, etc., as well as in polymer threaded joints.
Известна арматура стеклопластиковая по патенту РФ № 2194135 (опубл. Бюллетень № 43, 10.12. 2002 г.).Known fiberglass reinforcement according to the patent of the Russian Federation No. 2194135 (publ. Bulletin No. 43, 10.12. 2002).
Арматура содержит несущий стержень, сформированный в виде пучка продольных волокон, пропитанных полимерным связующим, а рельеф боковой поверхности образован обмоткой в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом, равным от 1/2 до 1/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность несущего стержня. В других вариантах рельеф боковой поверхности несущего стержня образован либо обмоткой в виде жгута и наличием на стержне чередующихся с обмоткой спиральных углублений в виде канавок, либо обмоткой в виде двух жгутов нитей с противоположным направлением навивки относительно друг другу.The reinforcement comprises a support rod formed in the form of a bundle of longitudinal fibers impregnated with a polymeric binder, and the relief of the side surface is formed by a winding in the form of a bundle of threads impregnated with a binder and spirally applied with an interference fit equal to 1/2 to 1/10 of the diameter of pressing the bundle into the surface of the carrier the rod. In other embodiments, the relief of the side surface of the supporting rod is formed either by a winding in the form of a bundle and the presence on the rod of spiral grooves alternating with the winding in the form of grooves, or by a winding in the form of two bundles of threads with the opposite direction of winding relative to each other.
Недостатком такой арматуры является ее низкая несущая способность из-за низкой прочности на изгиб и растяжение, обусловленной тем, что при формировании рельефа боковой поверхности несущего стержня намоткой с натягом жгута нитей происходит искривление продольных волокон несущего стержня в радиально-осевом направлении практически по всему его продольному сечению. Такое расположение волокон ведет к значительному снижению прочности стержня.The disadvantage of such reinforcement is its low bearing capacity due to the low bending and tensile strength, due to the fact that when forming the relief of the side surface of the bearing rod by winding with a tightness of the strand of threads, the longitudinal fibers of the bearing rod are bent in the radial-axial direction along almost its entire longitudinal section. This arrangement of fibers leads to a significant decrease in the strength of the rod.
Кроме того, прочность сцепления такой арматуры с бетоном с течением времени значительно снижается. Ее сцепление с бетоном обеспечивается за счет сопротивления рельефообразующей спиральной намотки жгута сдвиговым напряжениям, которое, в свою очередь, обеспечивается за счет адгезионных сил сцепления между жгутом и поверхностью несущего стержня. При длительном контакте с агрессивной средой влажного бетона ее воздействию подвергаются в первую очередь поверхностные слои арматуры, в результате чего разрушается адгезионная связь между несущим стержнем и жгутом, т.е. разрушается узел, предназначенный для прочного сцепления с бетоном.In addition, the adhesion strength of such reinforcement to concrete decreases significantly over time. Its adhesion to concrete is ensured by the resistance of the relief-forming spiral winding of the bundle to shear stresses, which, in turn, is ensured by the adhesive adhesion forces between the bundle and the surface of the supporting rod. With prolonged contact with the aggressive environment of wet concrete, surface layers of reinforcement are exposed to it primarily, as a result of which the adhesive bond between the supporting rod and the bundle is destroyed, i.e. the knot intended for strong adhesion to concrete collapses.
Известна арматура композитная по патенту РФ № 2287647 (опубл. 20.11.2006).Known composite reinforcement according to the patent of the Russian Federation No. 2287647 (publ. 20.11.2006).
Арматура содержит несущий стержень, сформированный в виде пучка продольных волокон, пропитанных полимерным связующим, а рельеф боковой поверхности образован обмоткой в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом, причем обмоточный жгут имеет в сечении форму эллипса, большая ось которого расположена вдоль несущего стержня.The reinforcement comprises a support rod formed in the form of a bundle of longitudinal fibers impregnated with a polymeric binder, and the relief of the side surface is formed by a winding in the form of a bundle of threads impregnated with a binder and spirally applied with tension, and the winding bundle has an ellipse cross-section, the major axis of which is located along the carrier the rod.
В качестве варианта рельеф боковой поверхности в виде спиральных канавок образован от вдавливания в поверхность несущего стержня съемного обмоточного жгута.As an option, the relief of the side surface in the form of spiral grooves is formed by pressing a removable winding cord into the surface of the supporting rod.
Арматура обладает теми же недостатками, что и рассмотренная выше.The fittings have the same disadvantages as discussed above.
Наиболее близким заявляемому является арматура из полимерного композиционного материала по патенту РФ № 82464 (опубл. 27.04.2009 Бюл. № 12). Арматура содержит стержень, рельеф поверхности которого из канавок и выступов образован от сдавливания его обмоточным элементом в виде нитей или ленты, при этом канавки образованы с обеспечением превышения поверхности стержня над верхней границей обмоточного элемента.The closest to the claimed is the reinforcement of a polymer composite material according to the patent of the Russian Federation No. 82464 (publ. 04/27/2009 Bull. No. 12). The reinforcement comprises a rod, the surface relief of which from the grooves and protrusions is formed by squeezing it with a winding element in the form of threads or tape, while the grooves are formed so that the surface of the rod exceeds the upper boundary of the winding element.
Недостатком такой арматуры является ее недостаточная несущая способность, обусловленная, с одной стороны, небольшой глубиной рельефа из канавок и выступов, и соответственно низким сцеплением с бетоном, т.е. ее низкими анкерными свойствами, а с другой стороны, низкой прочностью на изгиб и растяжение из-за искривления продольных волокон арматурного стержня в радиально-осевом направлении при формировании сдавливанием рельефа его боковой поверхности.The disadvantage of such reinforcement is its insufficient bearing capacity, caused, on the one hand, by a small relief depth from grooves and protrusions, and, accordingly, low adhesion to concrete, i.e. its low anchor properties, and on the other hand, low bending and tensile strength due to the curvature of the longitudinal fibers of the reinforcing bar in the radial-axial direction when the relief is formed by compressing its side surface.
Способ изготовления стержня из композиционного материала с периодическим профилем боковой поверхности, как следует из описания к патенту РФ № 82464, включает непрерывное формирование из нитей, пропитанных полимерным связующим, стержня с заданными размерами, формирование рельефной боковой поверхности стержня сдавливанием его обжимающими нитями или жгутами, отверждение и разрезку его на отрезки заданной длины.A method of manufacturing a rod of composite material with a periodic profile of the side surface, as follows from the description of the patent of the Russian Federation No. 82464, includes the continuous formation of threads impregnated with a polymeric binder, a rod with a given size, the formation of a relief side surface of the rod by squeezing it with squeezing threads or strands, curing and cutting it into segments of a given length.
Недостатком этого способа является то, что он обеспечивает изготовление арматуры с невысокой глубиной рельефа ее боковой поверхности и низкой прочностью на изгиб и растяжение.The disadvantage of this method is that it provides the manufacture of reinforcement with a low relief depth of its lateral surface and low bending and tensile strength.
Действительно, рельеф поверхности стержня - прототипа из канавок и выступов образуется за счет перетекания жидкого полимерного связующего из участков, расположенных под сдавливающим обмоточным жгутом в участки, свободные от сдавливающего воздействия. При этом доля волокна под обмоточным жгутом возрастает. Однако возможность уплотнения волокна, а значит и количество полимерного связующего, поступающего из-под обмоточного жгута на формирование выступов, не безгранична.Indeed, the surface relief of the rod - the prototype of the grooves and protrusions is formed due to the flow of the liquid polymer binder from the areas located under the squeezing winding tourniquet in the areas free of squeezing. In this case, the proportion of fiber under the winding bundle increases. However, the possibility of compaction of the fiber, and hence the amount of polymer binder coming from under the winding bundle to form the protrusions, is not unlimited.
При содержании волокна более 80 мас.% требуются значительные усилия для дальнейшего его уплотнения. Такие усилия невозможно создать вертлюгами.When the fiber content is more than 80 wt.%, Considerable effort is required for its further compaction. Such efforts cannot be created by swivels.
Отсюда следует, что для увеличения количества полимерного связующего, поступающего на формирование выступов и обеспечение большей глубины канавок, необходимо снижение содержание волокна в стержне, что неминуемо влечет за собой снижение его прочностных характеристик. Кроме того, формирование рельефа сопряжено с искривлением продольных волокон стержня в радиально-осевомIt follows that in order to increase the amount of polymer binder entering the formation of protrusions and to provide a greater depth of the grooves, it is necessary to reduce the fiber content in the rod, which inevitably entails a decrease in its strength characteristics. In addition, the formation of the relief is associated with the curvature of the longitudinal fibers of the rod in the radial-axial
- 1 018026 направлении, а это, в свою очередь, снижает его прочность на растяжение и изгиб.- 1 018026 direction, and this, in turn, reduces its tensile and bending strength.
С другой стороны, высота выступов ограничена количеством нагретого жидкого полимерного связующего, которое может удержать пучок волокон за счет сил смачивания. При содержании связующего в пределах 25-30 мас.% оно начинает вытекать из стержня и высота выступов перестает увеличиваться.On the other hand, the height of the protrusions is limited by the amount of heated liquid polymer binder, which can hold the fiber bundle due to wetting forces. When the binder content is in the range of 25-30 wt.%, It begins to flow out of the rod and the height of the protrusions ceases to increase.
Технической задачей группы изобретений является увеличение несущей способности стержня периодического профиля из композиционного волокнистого материала, повышение его прочности, а также разработка способа его изготовления.The technical task of the group of inventions is to increase the bearing capacity of the rod of the periodic profile of the composite fibrous material, increase its strength, and also develop a method for its manufacture.
Техническим результатом группы изобретений является увеличение несущей способности стержней, повышение прочности их анкерных свойств, надежности и срока эксплуатации за счет увеличения глубины рельефа и прочности его боковой поверхности, а также создание способа его изготовления.The technical result of the group of inventions is to increase the bearing capacity of the rods, increase the strength of their anchor properties, reliability and service life by increasing the depth of the relief and the strength of its side surface, as well as creating a method for its manufacture.
Для достижения указанного технического результата предлагается стержень периодического профиля из композиционного волокнистого материала, который включает несущий сердечник и коаксиально расположенную рельефообразующую оболочку, сформированные из волокон, пропитанных полимерным связующим, причем рельефообразующая оболочка сформирована из слоя продольных волокон в виде трубы, внутренний диаметр которой равен или больше наружного диаметра несущего сердечника, а рельеф из канавок и выступов образован гофрированием рельефообразующей оболочки путем ее сдавливания и прижатия к сердечнику обжимающими жгутами или нитями, наложенными спиральной намоткой.To achieve this technical result, a rod of a periodic profile of composite fiber material is proposed, which includes a supporting core and a coaxially located relief-forming shell formed from fibers impregnated with a polymeric binder, and the relief-forming shell is formed from a layer of longitudinal fibers in the form of a pipe, the inner diameter of which is equal to or greater the outer diameter of the bearing core, and the relief of the grooves and protrusions is formed by corrugating s envelope by its squeezing and pressing the crimping to the core bundles or yarns superimposed helical winding.
Указанный технический результат достигается также тем, что несущий сердечник сформирован либо из слоя продольных волокон, либо одного или нескольких продольных слоев, коаксиально расположенных, каждый из которых утянут слоем нити, нанесенным спиральной намоткой;The specified technical result is also achieved by the fact that the bearing core is formed either from a layer of longitudinal fibers, or one or more longitudinal layers, coaxially arranged, each of which is pulled by a layer of thread applied by spiral winding;
рельефообразующая оболочка выполнена из нескольких слоев продольных волокон, сформированных в виде коаксиальных труб, причем внутренний диаметр каждой последующей трубы равен или больше наружного диаметра предыдущей, а рельеф из канавок и выступов образован путем сдавливания и прижатия к несущему сердечнику каждого слоя рельефообразующей оболочки обжимающими жгутами или нитями, наложенными спиральной намоткой с одинаковыми для всех слоев шагом и углом спирали.the relief-forming shell is made of several layers of longitudinal fibers formed in the form of coaxial pipes, the inner diameter of each subsequent pipe being equal to or greater than the outer diameter of the previous one, and the relief of the grooves and protrusions is formed by squeezing and pressing each layer of the relief-forming shell to the supporting core with crimping ropes or threads imposed by spiral winding with the same pitch and angle of the spiral for all layers.
Отличительными признаками предлагаемого стержня из композиционного волокнистого материала от прототипа является то, что стержень состоит из двух элементов - несущего сердечника и рельефообразующей оболочки, скрепленных полимерным связующим, принципиально отличающихся по структуре и выполняющих разные функции.Distinctive features of the proposed rod of composite fibrous material from the prototype is that the rod consists of two elements - the supporting core and the relief-forming shell, fastened with a polymer binder, fundamentally different in structure and perform different functions.
Несущий сердечник предназначен для придания стержню высокой прочности и жесткости. Он выполнен из пропитанных полимерным связующим плотно уложенных волокон, ориентированных в направлении, совпадающем с осью стержня. В нем содержание волокон достигает 83-85 мас.%. Для повышения плотности его дополнительно утягивают слоем нитей, укладываемых спиральной намоткой с натягом, причем для увеличения прочности стержня несущий сердечник также может быть выполнен из нескольких коаксиальных продольных слоев волокон, каждый из которых утянут слоем нити, нанесенным спиральной намоткой;The bearing core is designed to give the rod high strength and rigidity. It is made of tightly laid fibers impregnated with a polymer binder, oriented in the direction coinciding with the axis of the rod. In it, the fiber content reaches 83-85 wt.%. To increase the density, it is additionally pulled out with a layer of threads laid by a spiral winding with interference, and to increase the strength of the rod, the bearing core can also be made of several coaxial longitudinal layers of fibers, each of which is pulled by a layer of thread applied by spiral winding;
Рельефообразующая оболочка предназначена для формирования рельефа поверхности стержня волнообразной винтовой формы, т.е. рельефа из выступов и впадин, который и определяет анкерные свойства стержня.The relief-forming shell is designed to form a surface relief of the rod of a wavy helical shape, i.e. relief from protrusions and depressions, which determines the anchor properties of the rod.
Рельефообразующая оболочка выполнена в виде гофрированной трубы, сформированной из слоя волокон, ориентированных в продольном направлении и изогнутых (за счет их прижатия к несущему сердечнику обжимающими нитями или жгутами, нанесенными с натягом спиральной намоткой) в продольно - радиальном направлении.The relief-forming shell is made in the form of a corrugated pipe formed from a layer of fibers oriented in the longitudinal direction and curved (due to their pressing against the supporting core by crimping threads or strands applied with an interference interference winding) in the longitudinal - radial direction.
Слой имеет повышенное содержание полимерного связующего (от 20 до 30 мас.%). Это обеспечивает формирование более выраженного рельефа боковой поверхности стержня из канавок и выступов, которые образуются за счет перетекания жидкого полимерного связующего из-под обжимающего жгута в участки, свободные от сдавливающего воздействия. Высокое содержание полимерного связующего в слое, с одной стороны, позволяет при уплотнении волокна под обжимающим жгутом, получить более глубокую канавку, а с другой - направить большее количество связующего на формирование выступа. Кроме того, высокое содержание полимерного связующего обеспечивает повышенную стойкость к воздействию агрессивных сред.The layer has a high content of polymeric binder (from 20 to 30 wt.%). This ensures the formation of a more pronounced relief of the side surface of the rod from grooves and protrusions, which are formed due to the flow of the liquid polymer binder from under the squeezing bundle into areas that are free from pressure. The high content of the polymer binder in the layer, on the one hand, allows one to obtain a deeper groove when compacting the fiber under the crimping cord, and on the other hand, to direct a larger amount of binder to the formation of the protrusion. In addition, the high content of the polymer binder provides increased resistance to aggressive environments.
Для увеличения стойкости рельефообразующей оболочки к сдвиговым нагрузкам она выполнена из нескольких слоев продольных волокон, а рельеф из канавок и выступов образован путем сдавливания и прижатия к несущему сердечнику каждого слоя обжимающими жгутами или нитями, наложенными спиральной намоткой с одинаковыми для всех слоев шагом и углом спирали.To increase the resistance of the relief-forming sheath to shear loads, it is made of several layers of longitudinal fibers, and the relief of grooves and protrusions is formed by squeezing and pressing each layer to the supporting core with crimping ropes or threads imposed by spiral winding with the same pitch and angle of the spiral for all layers.
Для увеличения высоты выступов рельефообразующая оболочка выполнена в виде трубы, внутренний диаметр которой больше диаметра сердечника.To increase the height of the protrusions, the relief-forming shell is made in the form of a pipe, the inner diameter of which is larger than the diameter of the core.
Для использования стержня периодического профиля в полимерных резьбовых соединениях при формировании его рельефа обжимающие жгуты или нити нанесены спиральной намоткой с шагом, соответствующим шагу резьбы, после отверждения стержня обжимающие нити или жгуты с его поверхностиTo use the rod of a periodic profile in polymeric threaded joints when forming its relief, crimping strands or threads are applied by spiral winding with a step corresponding to the thread pitch; after curing the rod, crimping threads or bundles from its surface
- 2 018026 удалены.- 2 018,026 deleted.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показан стержень периодического профиля из композиционного волокнистого материала предлагаемой конструкции, в разрезе.In FIG. 1 shows a rod of a periodic profile of composite fiber material of the proposed design, in section.
На фиг. 2 - стержень периодического профиля из композиционного волокнистого материала предлагаемой конструкции с несущим сердечником, утянутым спиральной намоткой нити, в разрезе.In FIG. 2 - the core of the periodic profile of the composite fibrous material of the proposed design with a supporting core, pulled by spiral winding of the thread, in section.
На фиг. 3 - стержень периодического профиля из композиционного волокнистого материала предлагаемой конструкции с двухслойным несущим сердечником, из которых каждый утянут спиральной намоткой нити, и двухслойной рельефообразующей оболочкой, в разрезе.In FIG. 3 - the rod of the periodic profile of the composite fibrous material of the proposed design with a two-layer bearing core, each of which is pulled by spiral winding of the thread, and a two-layer relief-forming shell, in section.
На фиг. 4 представлена зависимость прочности сцепления с бетоном стержней периодического профиля из композиционного волокнистого материала предлагаемой конструкции и стержней по прототипу.In FIG. 4 shows the dependence of the adhesion strength to concrete of rods of a periodic profile of composite fibrous material of the proposed design and rods of the prototype.
Стержень периодического профиля из композиционного волокнистого материала (фиг. 1) содержит несущий сердечник 1 из продольных волокон (например, стекловолокно ГОСТ 17139-79, СВМ ТУ 6-061153-78, базальтовое волокно НРБ ТУ 6952-00113308094-04), пропитанных полимерным связующим (например, эпоксидная смола ЭД-20 ГОСТ 10587-84 или полиэфирные смолы), рельефообразующую оболочку 2 и обжимающие жгуты или нити 3.The core of the periodic profile of composite fiber material (Fig. 1) contains a supporting core 1 of longitudinal fibers (for example, fiberglass GOST 17139-79, SVM TU 6-061153-78, basalt fiber NRB TU 6952-00113308094-04), impregnated with a polymer binder (for example, epoxy resin ED-20 GOST 10587-84 or polyester resins), relief-forming sheath 2 and crimping ropes or threads 3.
Стержень периодического профиля из композиционного волокнистого материала (фиг. 2) содержит несущий сердечник 1, сформированный из продольных волокон, утянутых слоем нити 4, нанесенным спиральной намоткой, рельефообразующую оболочку 2 и обжимающие жгуты или нити 3.The core of the periodic profile of composite fibrous material (Fig. 2) contains a supporting core 1 formed of longitudinal fibers pulled by a layer of filament 4 applied by spiral winding, a relief-forming sheath 2 and crimping plaits or threads 3.
Стержень периодического профиля из композиционного волокнистого материала (фиг. 3) содержит несущий сердечник 1, сформированный из двух коаксиальных слоев продольных волокон, каждый из которых утянут слоем нити 4, нанесенным спиральной намоткой, рельефообразующую оболочку 2, выполненную из двух слоев продольных волокон, каждый из которых гофрирован путем сдавливания и прижатия к несущему сердечнику обжимающими жгутами 3.The core of the periodic profile of composite fibrous material (Fig. 3) contains a supporting core 1 formed of two coaxial layers of longitudinal fibers, each of which is pulled by a layer of filament 4 applied by spiral winding, a relief-forming sheath 2 made of two layers of longitudinal fibers, each of which is corrugated by squeezing and pressing against the supporting core with crimping plaits 3.
Слоистая структура несущего сердечника и рельефообразующей оболочки может быть выполнена из высокопрочных волокон разного сочетания.The layered structure of the bearing core and the relief shell can be made of high strength fibers of various combinations.
Предложенная конструкция стержня периодического профиля из композиционного волокнистого материала позволяет в широких пределах варьировать высоту выступов, прочность и стойкость стержня к воздействию агрессивных сред. Для этого в зависимости от предъявляемых к нему требований меняют соотношение волокон, формирующих несущий сердечник и рельефообразующую оболочку, оптимизируя соотношение между прочностью и рельефностью (чем больше доля несущего сердечника в стержне, тем он прочнее, чем больше доля рельефообразующей оболочки тем больше высота выступов);The proposed design of a rod of a periodic profile made of composite fibrous material allows a wide variation of the height of the protrusions, the strength and resistance of the rod to aggressive environments. To do this, depending on the requirements for it, the ratio of the fibers forming the bearing core and the relief-forming shell is changed, optimizing the ratio between strength and relief (the larger the proportion of the bearing core in the rod, the stronger it is, the larger the proportion of the relief-forming shell the greater the height of the protrusions);
внутренний диаметр рельефообразующей оболочки, формируемой в виде трубы, по отношению к диаметру несущего сердечника (чем больше внутренний диаметр трубы по отношению к наружному диаметру несущего сердечника, тем большую высоту выступа можно получить). Увеличение внутреннего диаметра рельефообразующей оболочки по отношению к наружному диаметру несущего стержня выбирается из условий требуемой высоты и необходимой прочности выступов, образующих профиль.the inner diameter of the relief-forming shell formed in the form of a pipe in relation to the diameter of the bearing core (the larger the inner diameter of the pipe in relation to the outer diameter of the bearing core, the greater the height of the protrusion can be obtained). The increase in the inner diameter of the relief-forming shell with respect to the outer diameter of the supporting rod is selected from the conditions of the required height and the required strength of the protrusions forming the profile.
содержание полимерного связующего в рельефообразующей оболочке стержня (чем больше содержание полимерного связующего, тем больше стойкость к агрессивным средам);the content of the polymer binder in the relief-forming shell of the rod (the higher the content of the polymer binder, the greater the resistance to aggressive environments);
количество слоев, из которых формируют несущий сердечник и рельефообразующую оболочку.the number of layers from which the supporting core and the relief-forming shell are formed.
Благодаря наличию перечисленных признаков разработана новая конструкция стержня периодического профиля из композиционного волокнистого материала, обладающего повышенной прочностью, высокими анкерными свойствами, надежностью и более длительным сроком эксплуатации.Due to the presence of these characteristics, a new design of the rod of the periodic profile of composite fiber material has been developed, which has increased strength, high anchor properties, reliability and a longer service life.
В таблице приведены сравнительные механические характеристики прототипа и стержней по предлагаемому изобретению.The table shows the comparative mechanical characteristics of the prototype and the rods according to the invention.
Испытаниям подвергались стержни периодического профиля с номинальным (по впадинам) диаметром 8 мм с одинаковой высотой выступа, равной 1,2 мм. Стержни выполнены из стеклянных волокон, пропитанных компаундом ЭДИ на основе эпоксидной смолы ЭД-20.The rods were tested with a periodic profile with a nominal (in the troughs) diameter of 8 mm with the same height of the protrusion equal to 1.2 mm. The rods are made of glass fibers impregnated with EDI compound based on ED-20 epoxy resin.
Стержни по предлагаемому изобретению включают несущий сердечник диаметром 6,9 мм, выполненный из одного слоя продольных волокон, утянутого спиральной намоткой нити, и однослойную рельефообразующую оболочку.The rods according to the invention include a supporting core with a diameter of 6.9 mm, made of a single layer of longitudinal fibers, pulled by spiral winding of the thread, and a single-layer relief-forming shell.
Таблица. Механические характеристики стержней периодического профиляTable. Mechanical characteristics of rods of a periodic profile
На фиг. 4 представлены зависимости прочности сцепления с бетоном стержней, искусственно состаренных (соответствует 20 годам эксплуатации) во влажной щелочной среде, от высоты выступа, где 11.. - высота выступа; тсц - прочность сцепления; 1 - зависимость прочности сцепления с бетоном от высоIn FIG. 4 shows the dependences of the adhesion strength of concrete rods artificially aged (corresponding to 20 years of operation) in a moist alkaline environment, on the height of the protrusion, where 11 .. is the height of the protrusion; t sc - adhesion strength; 1 - the dependence of the adhesion strength with concrete on high
- 3 018026 ты выступа стержней по предлагаемому изобретению; 2 - зависимость прочности сцепления с бетоном от высоты выступа стержней по прототипу.- 3 018026 you protrusion of the rods according to the invention; 2 - the dependence of the adhesion to concrete on the height of the protrusion of the rods of the prototype.
Как следует из фиг. 4, прочность сцепления с бетоном состаренных стержней по прототипу низка и мало зависит от высоты выступа, что свидетельствует об их недостаточной химической стойкости и надежности, что, соответственно, ограничивает срок их эксплуатации.As follows from FIG. 4, the adhesion strength to concrete of aged rods according to the prototype is low and does not depend much on the height of the protrusion, which indicates their insufficient chemical resistance and reliability, which, accordingly, limits their service life.
Сохраняющаяся высокая прочность сцепления с бетоном состаренных стержней по предлагаемому изобретению и прямая ее зависимость от высоты выступа являются показателем их высокой химической стойкости и надежности, чем обеспечивается более длительный срок их эксплуатации.The remaining high adhesion to concrete of aged rods according to the invention and its direct dependence on the height of the protrusion are an indicator of their high chemical resistance and reliability, which ensures a longer service life.
Кроме того, для достижения заявленного технического результата в способе изготовления стержней из композиционного волокнистого материала с периодическим профилем боковой поверхности, включающем непрерывное формирование из нитей, пропитанных полимерным связующим, стержня с заданными размерами, формирование рельефной боковой поверхности стержня сдавливанием его обжимающими нитями или жгутами, отверждение и разрезку его на отрезки заданной длины, формирование стержня осуществляют последовательно в два этапа: сначала формируют несущий сердечник, а затем вокруг него рельефообразующую оболочку в виде трубы, с внутренним диаметром, равным или больше наружного диаметра несущего сердечника, а формирование рельефной поверхности осуществляют гофрированием рельефообразующей оболочки путем ее сдавливания и прижатия к сердечнику последующей спиральной намоткой обжимающих жгутов или нитей.In addition, to achieve the claimed technical result in a method of manufacturing rods of composite fibrous material with a periodic side surface profile, including the continuous formation of yarns impregnated with a polymeric binder, the rod with the specified dimensions, the formation of the embossed side surface of the rod by squeezing it with squeezing threads or strands, curing and cutting it into segments of a given length, the formation of the rod is carried out sequentially in two stages: first form the carrier core, and then around it a relief-forming shell in the form of a pipe with an inner diameter equal to or greater than the outer diameter of the bearing core, and the formation of the relief surface is carried out by corrugating the relief-forming shell by compressing it and pressing it against the core by subsequent spiral winding of crimping ropes or threads.
Технический результат достигается также тем, что несущий сердечник формируют либо из слоя продольных волокон, либо одного или нескольких продольных слоев, расположенных коаксиально, каждый из которых утягивают спиральной намоткой нити;The technical result is also achieved by the fact that the supporting core is formed either from a layer of longitudinal fibers, or one or more longitudinal layers located coaxially, each of which is pulled by spiral winding of a thread;
рельефообразующую оболочку выполняют из нескольких слоев продольных волокон, каждый из которых последовательно формируют в виде трубы, причем внутренний диаметр каждой последующей трубы равен или больше наружного диаметра предыдущей, а формирование рельефной поверхности осуществляют последовательным гофрированием каждого слоя рельефообразующей оболочки путем его сдавливания и прижатия к сердечнику спиральной намоткой обжимающих жгутов или нитей, которую производят с одинаковым для всех слоев шагом и углом спирали;the relief-forming shell is made of several layers of longitudinal fibers, each of which is successively formed in the form of a pipe, the inner diameter of each subsequent pipe being equal to or greater than the outer diameter of the previous one, and the formation of the relief surface is carried out by successive corrugation of each layer of the relief-forming shell by squeezing and pressing it against the spiral core winding crimping ropes or threads, which is produced with the same pitch and angle of the spiral for all layers;
рельеф стержня периодического профиля для использования в полимерных резьбовых соединениях формируют спиральной намоткой обжимающих жгутов или нитей с шагом, соответствующим шагу резьбы, а после отверждения стержня жгуты или нити удаляют.the relief of the rod of the periodic profile for use in polymeric threaded joints is formed by spiral winding of crimping ropes or threads with a step corresponding to the thread pitch, and after curing the rod, the bundles or threads are removed.
Отличительными признаками предлагаемого способа изготовления стержня периодического профиля из волокнистого композиционного материала от прототипа является то, что формирование стержня осуществляют последовательно в два этапа - сначала формируют несущий сердечник, а затем вокруг него формируют рельефообразующую оболочку в виде трубы с последующим ее гофрированием намоткой обжимающих жгутов или нитей. При этом несущий сердечник формируют либо однослойным в виде пучка продольных волокон, ориентированных вдоль оси стержня, либо многослойным из одного или нескольких слоев продольных волокон, каждый из которых утягивают спиральной намоткой нити. Рельефообразующую оболочку формируют из продольных волокон либо однослойной в виде трубы с внутренним диаметром, равным или превосходящим диаметр несущего стержня, либо многослойной. В последнем случае каждый слой последовательно формируют в виде трубы таким образом, что внутренний диаметр каждой последующей трубы равен или больше наружного диаметра предыдущей, а гофрирование каждого слоя рельефообразующей оболочки осуществляют спиральной намоткой обжимающих жгутов или нитей с одинаковым для всех слоев шагом и углом спирали.Distinctive features of the proposed method for manufacturing a rod of a periodic profile from a fibrous composite material from the prototype is that the rod is formed in succession in two stages - first, a supporting core is formed, and then a relief-forming shell is formed around it in the form of a pipe with its subsequent corrugation by winding crimping ropes or threads . In this case, the supporting core is formed either as a single layer in the form of a bundle of longitudinal fibers oriented along the axis of the rod, or as a multilayer of one or more layers of longitudinal fibers, each of which is pulled by spiral winding of the thread. The relief-forming shell is formed of longitudinal fibers either as a single layer in the form of a pipe with an inner diameter equal to or greater than the diameter of the supporting rod, or multilayer. In the latter case, each layer is sequentially formed in the form of a pipe in such a way that the inner diameter of each subsequent pipe is equal to or greater than the outer diameter of the previous one, and the corrugation of each layer of the relief-forming shell is carried out by spiral winding of crimping ropes or threads with the same pitch and spiral angle for all layers.
Способ изготовления стержня периодического профиля из волокнистого композиционного материала по предлагаемому изобретению осуществляют следующим образом.A method of manufacturing a rod of a periodic profile from a fibrous composite material according to the invention is carried out as follows.
Сначала формируют несущий сердечник. Для этого пучок пропитанных полимерным связующим стеклянных, базальтовых или углеродных волокон протягивают через цилиндрическую фильеру, где волокно уплотняют, отжимают излишки связующего и на выходе из фильеры формируют однослойный несущий сердечник. При необходимости несущий сердечник на выходе из фильеры при помощи вертлюга утягивают спиральной намоткой слоя нити. Для формирования, если это требуется, следующего слоя сердечник направляют во вторую цилиндрическую фильеру, через которую протягивают пучок волокон, пропитанных связующим и в которой вокруг него формируют следующий слой из продольных волокон, а выходящий из фильеры сердечник при помощи вертлюга снова утягивают спиральной намоткой слоя нити. Процесс повторяют до достижения требуемого количества слоев.First, the supporting core is formed. To do this, a bundle of glass, basalt or carbon fibers impregnated with a polymer binder is pulled through a cylindrical die, where the fiber is compacted, excess binder is squeezed out and a single-layer carrier core is formed at the exit of the die. If necessary, the carrier core at the exit of the die is pulled by means of a swivel by spiral winding of a layer of thread. To form, if required, the next layer, the core is directed into a second cylindrical die, through which a bundle of fibers impregnated with a binder is pulled and in which around it a next layer of longitudinal fibers is formed, and the core emerging from the die is pulled again by spiral swirling of the thread layer . The process is repeated until the desired number of layers is achieved.
Далее сформированный сердечник протягивают в фильерный узел, имеющий кроме центральной фильеры, периферийные. Они формируют вокруг несущего сердечника из пропитанных полимерным связующим волокон рельефообразующую оболочку в виде трубы, внутренний диаметр которой равен или больше его диаметра. На выходе из этой фильеры трубу гофрируют, прижимая ее к несущему сердечнику одним или несколькими разнесенными на величину шага профиля жгутами нитей, укладывая их с натягом по спиральной линии при помощи следующего вертлюга. Для формирования многослойной рельефообразующей оболочки эту операцию повторяют требуемое количество раз. Полученную такимNext, the formed core is pulled into a spinneret assembly, which, in addition to the central spinneret, has peripheral ones. They form a relief-forming shell in the form of a pipe, the inner diameter of which is equal to or greater than its diameter, around the bearing core, made of polymer-impregnated fiber binder. At the exit from this die, the pipe is corrugated, pressing it to the supporting core with one or several strands of threads spaced apart by the size of the profile step, laying them with an interference fit in a spiral line using the next swivel. To form a multilayer relief-forming shell, this operation is repeated the required number of times. Obtained so
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201100788A EA018026B1 (en) | 2011-05-20 | 2011-05-20 | A bar of the periodic profile out of fiber composite material and the method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201100788A EA018026B1 (en) | 2011-05-20 | 2011-05-20 | A bar of the periodic profile out of fiber composite material and the method of its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201100788A1 EA201100788A1 (en) | 2012-11-30 |
| EA018026B1 true EA018026B1 (en) | 2013-04-30 |
Family
ID=47228913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201100788A EA018026B1 (en) | 2011-05-20 | 2011-05-20 | A bar of the periodic profile out of fiber composite material and the method of its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA018026B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620508C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-05-26 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Method of manufacturing the fiberglass armature |
| RU2622954C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-06-21 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Manufacturing method of fiberglass reinforcement |
| RU203161U1 (en) * | 2019-10-29 | 2021-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Composite Rebar Based on Basalt Crossed Roving |
| DE102019007891A1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-05-06 | Oke Group Gmbh | Recessed reinforcement bar and method of making a recessed reinforcement bar |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0417612A2 (en) * | 1989-09-14 | 1991-03-20 | Teijin Limited | Filament-reinforced resinous structural rod |
| RU2287647C1 (en) * | 2005-03-21 | 2006-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АСП" | Composite reinforcement rod (variants) |
| RU82464U1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-04-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Бийский Завод Стеклопластиков" | FITTINGS FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL |
| RU94594U1 (en) * | 2010-02-01 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Коммерческое научно-производственное объединение "Уральская армирующая компания" | COMPOSITION FITTINGS |
| RU2417889C1 (en) * | 2010-02-01 | 2011-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Коммерческое научно-производственное объединение "Уральская армирующая компания" | Composite reinforcement production line |
-
2011
- 2011-05-20 EA EA201100788A patent/EA018026B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0417612A2 (en) * | 1989-09-14 | 1991-03-20 | Teijin Limited | Filament-reinforced resinous structural rod |
| RU2287647C1 (en) * | 2005-03-21 | 2006-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АСП" | Composite reinforcement rod (variants) |
| RU82464U1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-04-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Бийский Завод Стеклопластиков" | FITTINGS FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL |
| RU94594U1 (en) * | 2010-02-01 | 2010-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Коммерческое научно-производственное объединение "Уральская армирующая компания" | COMPOSITION FITTINGS |
| RU2417889C1 (en) * | 2010-02-01 | 2011-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Коммерческое научно-производственное объединение "Уральская армирующая компания" | Composite reinforcement production line |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620508C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-05-26 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Method of manufacturing the fiberglass armature |
| RU2622954C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-06-21 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Manufacturing method of fiberglass reinforcement |
| RU203161U1 (en) * | 2019-10-29 | 2021-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Composite Rebar Based on Basalt Crossed Roving |
| DE102019007891A1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-05-06 | Oke Group Gmbh | Recessed reinforcement bar and method of making a recessed reinforcement bar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201100788A1 (en) | 2012-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU528025A3 (en) | Reinforced plastic pipe | |
| US4241763A (en) | Rubber hose with spiral fiber reinforcing core | |
| EA018026B1 (en) | A bar of the periodic profile out of fiber composite material and the method of its production | |
| EP0149336B1 (en) | Flexible tension members | |
| WO2013032416A2 (en) | Method of producing a composite reinforcing bar and device for implementing same | |
| RU2520542C1 (en) | Composite fibre-glass reinforcement (versions) | |
| EA018943B1 (en) | Bar of periodic profile made from composite fibrous material and method for production thereof | |
| RU2620699C2 (en) | Rod of continuous fibers | |
| US11346106B2 (en) | Pre-compression system for pre-compressing a structure | |
| RU2012127681A (en) | METHOD AND INSTALLATION FOR MANUFACTURING GLASS-PLASTIC PROFILE FOR USE AS A REINFORCING ELEMENT FOR STRENGTHENING THE MINING WALL | |
| RU120676U1 (en) | ROD FROM A COMPOSITE FIBROUS MATERIAL WITH A PERIODIC TANGENICALLY DISCRETE LATERAL SURFACE PROFILE | |
| RU2384676C1 (en) | Composite reinforcement (versions) | |
| RU77310U1 (en) | COMPOSITE FITTINGS (OPTIONS) | |
| RU2324797C1 (en) | Bar with alternating cross-section made from composite material | |
| RU82464U1 (en) | FITTINGS FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL | |
| RU82246U1 (en) | COMPOSITE FITTINGS (OPTIONS) | |
| RU2287431C1 (en) | Method of manufacturing composition reinforcement | |
| RU2547036C2 (en) | Device for twisting of composite reinforcements core and composite reinforcements production line with said device | |
| RU2534130C2 (en) | Device to twisting of composite reinforcements core and composite reinforcements production line with said device | |
| CN112252062A (en) | Carbon fiber composite material rib with nylon belt wound on surface and preparation method | |
| KR101033215B1 (en) | Composite wind tower and method thereof | |
| RU134966U1 (en) | COMPOSITE fiberglass reinforcement (OPTIONS) | |
| RU213506U1 (en) | Flexible connection made of composite material | |
| CN110890737A (en) | Glass fiber composite molding octagonal solid-wall pipe and production method thereof | |
| RU150463U1 (en) | COMPOSITION FITTINGS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): MD TJ |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KG |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ TM |