RU223072U1 - COMBINED METAL FIBER COMPOSITE REINFORCEMENT - Google Patents
COMBINED METAL FIBER COMPOSITE REINFORCEMENT Download PDFInfo
- Publication number
- RU223072U1 RU223072U1 RU2023121913U RU2023121913U RU223072U1 RU 223072 U1 RU223072 U1 RU 223072U1 RU 2023121913 U RU2023121913 U RU 2023121913U RU 2023121913 U RU2023121913 U RU 2023121913U RU 223072 U1 RU223072 U1 RU 223072U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- composite
- concrete
- rod
- polymer
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract description 17
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 abstract description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 11
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 abstract description 9
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 abstract description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009954 braiding Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011394 gypsum concrete Substances 0.000 abstract description 2
- 230000035876 healing Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002986 polymer concrete Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 1
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к строительству, конкретно к изготовлению арматурных изделий для армированных бетонных конструкций. Целью полезной модели является повышение прочности и снижение деформативности за счет организации совместной работы композитного сердечника и металлической навивки; повышение за счет этого трещиностойкости армируемых бетонных изделий и снижение их хрупкости; снижение металлоемкости изделия за счет уменьшения плотности двусторонней проволочной оплетки; снижение трудоемкости за счет возможности изготовления на одной линии пултрузионного формования. Техническим результатом полезной модели является создание строительного изделия с повышенными технологическими и эксплуатационными свойствами с возможностью использования для изготовления комбинированных металловолоконных композитных изделий с повышенными показателями прочности и деформативности для армирования обычных и преднапряженных бетонных конструкций, экономически конкурентных на строительном рынке. Поставленная задача решается за счет того, что известный арматурный канат, состоящий из прямолинейного силового сердечника из отдельных стекловолоконных стержней и сплошной металлической навивки из нескольких металлических проволок, обвивающих в одном направлении сердечник, с целью использования в качестве арматуры ненапрягаемых бетонных конструкций выполнен в виде комбинированного металлокомпозитного стержня, причем элементы стержня пропитываются и склеиваются между собой при изготовлении полимерным или минеральным связующим и используются для армирования монолитных и сборных цементобетонных, гипсобетонных, полимербетонных, асфальтобетонных, серобетонных, грунтоцементных и др. конструкций. Металлическая навивка выполняется в виде двусторонней проволочной оплетки из различных сортов стали и сплавов цветных металлов, имеющих высокий модуль упругости на растяжение. Регулируя соотношение материала и геометрию укладки проволок оплетки, а также вид металла и волокна можно получать материал с заданными свойствами в широком диапазоне задач. Главным преимуществом комбинированного металлокомпозитного стержня, по сравнению со всеми известными, является проявление синергического эффекта повышения прочности и пластичности хрупкого композитного материала, например, стеклополимерного или углеполимерного. Повышение предельной деформации при растяжении стеклополимерного композитного стержня происходит за счет «залечивания» образующихся локальных обрывов отдельных волокон присутствием в этом месте цельной металлической проволоки. Повышение прочности комбинированного металлокомпозитного элемента объясняется эффектом поперечного обжатия сечения витками проволоки, происходящее при растяжении проволочного чулка на поверхности стержня. The utility model relates to construction, specifically to the production of reinforcing products for reinforced concrete structures. The purpose of the utility model is to increase strength and reduce deformability by organizing the joint work of the composite core and metal winding; This increases the crack resistance of reinforced concrete products and reduces their fragility; reducing the metal consumption of the product by reducing the density of the double-sided wire braid; reduction in labor intensity due to the possibility of manufacturing on one pultrusion molding line. The technical result of the utility model is the creation of a building product with improved technological and operational properties with the possibility of being used for the manufacture of combined metal-fiber composite products with increased strength and deformability for reinforcing conventional and prestressed concrete structures that are economically competitive in the construction market. The problem is solved due to the fact that the known reinforcing rope, consisting of a straight-line power core of individual fiberglass rods and a continuous metal winding of several metal wires wrapping around the core in one direction, for the purpose of using non-tensioned concrete structures as reinforcement, is made in the form of a combined metal-composite rod, and the elements of the rod are impregnated and glued together during manufacture with a polymer or mineral binder and are used for reinforcing monolithic and prefabricated cement concrete, gypsum concrete, polymer concrete, asphalt concrete, sulfur concrete, soil cement and other structures. Metal winding is made in the form of double-sided wire braiding made of various types of steel and non-ferrous metal alloys with a high tensile modulus of elasticity. By adjusting the ratio of the material and the geometry of the braided wires, as well as the type of metal and fiber, it is possible to obtain a material with specified properties in a wide range of tasks. The main advantage of a combined metal-composite rod, compared to all known ones, is the manifestation of a synergistic effect of increasing the strength and ductility of a brittle composite material, for example, glass-polymer or carbon-polymer. An increase in the ultimate tensile strain of a glass-polymer composite rod occurs due to the “healing” of the resulting local breaks of individual fibers by the presence of a solid metal wire in this place. The increase in the strength of the combined metal-composite element is explained by the effect of transverse compression of the section by turns of wire, which occurs when the wire stocking is stretched on the surface of the rod.
Description
Полезная модель относится к строительству, конкретно к изготовлению арматурных изделий для армированных бетонных конструкций. The utility model relates to construction, specifically to the production of reinforcing products for reinforced concrete structures.
Известна стеклокомпозитная арматура для армирования бетонных конструкций (В.С. Плевков, А.Г.Тамразян, К.Л.Кудяков. Прочность и трещиностойкость изгибаемых элементов с преднапряженной стеклокомпозитной арматурой. Томск, ТГАСУ 2021). Арматура состоит из пучка стекловолокон, пропитанных связующим, обычно, эпоксидной смолой. Круглое поперечное сечение образуется при изготовлении арматуры за счет обмотки стекловолоконным жгутом. Композитная арматура обладает высокой прочностью на растяжение.Glass-composite reinforcement is known for reinforcing concrete structures (V.S. Plevkov, A.G. Tamrazyan, K.L. Kudyakov. Strength and crack resistance of bending elements with prestressed glass-composite reinforcement. Tomsk, TGASU 2021). The reinforcement consists of a bundle of glass fibers impregnated with a binder, usually epoxy resin. A circular cross-section is formed during the manufacture of reinforcement by wrapping it with fiberglass strand. Composite reinforcement has high tensile strength.
Недостатки - низкий (по сравнению с арматурной сталью) модуль упругости на растяжение и повышенная хрупкость (предельная деформация при разрыве - не более 2,5%). При испытаниях на прочность при растяжении, арматура разделяется продольными трещинами на многочисленные фрагменты и дробится на куски.Disadvantages - low (compared to reinforcing steel) tensile modulus of elasticity and increased fragility (ultimate strain at break - no more than 2.5%). When testing tensile strength, the reinforcement is divided by longitudinal cracks into numerous fragments and crushed into pieces.
Известна металлостеклопластиковая арматура, состоящая из композитного силового стержня и размещенного в центре сечения металлического сердечника (Патент RU №120984 Арматура композитная стеклометаллопластиковая. Опубликовано 10.10.2012 Бюл. №28). Рельеф поверхности стержня создан обмоточным жгутом. Силовой стержень выполнен из стекловолокон, пропитанных связующим веществом и нанесенных на стальной сердечник. В отличие от стандартной стеклокомпозитной арматуры, производимой по пултрузионной технологии (В.С. Плевков, А.Г.Тамразян, К.Л.Кудяков. Прочность и трещиностойкость изгибаемых элементов с преднапряженной стеклокомпозитной арматурой. Томск, ТГАСУ 2021), рассматриваемая арматура более жесткая на растяжение за счет большего (до 3 раз) модуля упругости металлического сердечника.There is known metal-fiberglass reinforcement, consisting of a composite load-bearing rod and a metal core placed in the center of the cross-section (Patent RU No. 120984 Composite glass-metal-plastic reinforcement. Published 10.10.2012 Bulletin No. 28). The surface relief of the rod is created by a winding harness. The power rod is made of glass fibers impregnated with a binder and applied to a steel core. In contrast to standard glass-composite reinforcement produced using pultrusion technology (V.S. Plevkov, A.G. Tamrazyan, K.L. Kudyakov. Strength and crack resistance of bending elements with prestressed glass-composite reinforcement. Tomsk, TGASU 2021), the reinforcement in question is more rigid tensile due to the higher (up to 3 times) elastic modulus of the metal core.
Недостаток известного решения: низкая прочность (по сравнению с цельным стеклокомпозитным стержнем), так как стеклопластиковые композиты из однонаправленных волокон при растяжении начинают разрушаться из-за продольных трещин, в результате образования которых происходит расслоение стержня в поперечном направлении, нарушая сцепление гладкого металлического сердечника и стеклопластикового материала оболочки.The disadvantage of the known solution: low strength (compared to a solid glass-composite rod), since fiberglass composites made of unidirectional fibers begin to collapse when stretched due to longitudinal cracks, as a result of which the rod delaminates in the transverse direction, disrupting the adhesion of the smooth metal core and the fiberglass shell material.
Известен комбинированный металлокомпозитный арматурный канат, состоящий из стеклопластикового сердечника и внешней навивки из металлической проволоки (Патент RU №2569650 Арматурный канат. Опубликовано:27.11.2015 Бюл. №33), отличающийся тем, что сердечник выполнен в виде пучка из отдельных прямолинейных стержней круглого сечения из низкомодульного высокопрочного композитного материала. Канат предназначен для армирования преднапряженных бетонных конструкций. При этом металлическая сплошная навивка облегчает технологические операции по фиксированию каната при натяжении.A combined metal-composite reinforcing rope is known, consisting of a fiberglass core and an external winding of metal wire (Patent RU No. 2569650 Reinforcing rope. Published: November 27, 2015 Bulletin No. 33), characterized in that the core is made in the form of a bundle of individual straight rods of circular cross-section made of low-modulus high-strength composite material. The rope is intended for reinforcing prestressed concrete structures. At the same time, continuous metal winding facilitates technological operations for fixing the rope during tension.
Недостатки каната: низкая прочность (по сравнению с цельным стеклокомпозитным или стальным канатом), так как не удается организовать совместную работу на растяжение разнодлинных элементов: прямолинейных из стеклопластика и спиральных из металлической проволоки; повышенный расход металла в сплошной навивке; невозможность эффективно использовать в качестве арматуры ненапрягаемых бетонных конструкций, так как элементы арматурного каната не связаны между собой общей матрицей; канат достаточно трудоемок, требуется использование нескольких технологических линий при изготовлении.Disadvantages of the rope: low strength (compared to solid fiberglass or steel rope), since it is not possible to organize joint tensile work of elements of different lengths: straight ones made of fiberglass and spiral ones made of metal wire; increased metal consumption in continuous winding; the inability to effectively use non-prestressed concrete structures as reinforcement, since the elements of the reinforcing rope are not interconnected by a common matrix; The rope is quite labor-intensive and requires the use of several production lines during production.
Известен и является наиболее близким по существу комбинированный металловолоконный канат (Заявка № 2023119416 от 24.07.2023 г.), свитый из не менее чем трех витых жгутов из стеклянного, базальтового, углеродного или другого синтетического волокна, который имеет центральный металлический сердечник, причем сердечник выполнен прямолинейным, а жгуты навиты вокруг него с расчетным шагом, и который принят за прототип полезной модели.What is known and is the closest in essence is a combined metal fiber rope (Application No. 2023119416 dated July 24, 2023), twisted from at least three twisted strands of glass, basalt, carbon or other synthetic fiber, which has a central metal core, and the core is made rectilinear, and the bundles are wound around it with a calculated pitch, and which is taken as a prototype of a utility model.
Недостатком этого металловолоконного каната является всё же недостаточная прочность при использовании в качестве ненапрягаемой арматуры и повышенная деформативность.The disadvantage of this metal fiber rope is still insufficient strength when used as non-tensioned reinforcement and increased deformability.
Целью полезной модели является повышение прочности и снижение деформативности за счет организации совместной работы композитного сердечника и металлической навивки; повышение за счет этого трещиностойкости армируемых бетонных изделий и снижение их хрупкости; снижение металлоемкости изделия за счет уменьшения плотности двусторонней проволочной оплетки; снижение трудоемкости за счет возможности изготовления на одной линии пултрузионного формования. The purpose of the utility model is to increase strength and reduce deformability by organizing the joint work of the composite core and metal winding; This increases the crack resistance of reinforced concrete products and reduces their fragility; reducing the metal consumption of the product by reducing the density of the double-sided wire braid; reduction in labor intensity due to the possibility of manufacturing on one pultrusion molding line.
Техническим результатом полезной модели является создание строительного изделия с повышенными технологическими и эксплуатационными свойствами, с возможностью использования для изготовления комбинированных металловолоконных композитных изделий с повышенными показателями прочности и деформативности, для армирования обычных и преднапряженных бетонных конструкций, экономически конкурентных на строительном рынке.The technical result of the utility model is the creation of a building product with improved technological and operational properties, with the possibility of being used for the manufacture of combined metal-fiber composite products with increased strength and deformability, for reinforcing conventional and prestressed concrete structures that are economically competitive in the construction market.
Поставленная задача решается за счет того, что известный арматурный канат (Патент RU №2569650 Арматурный канат. Опубликовано:27.11.2015 Бюл. №33), состоящий из прямолинейного силового сердечника из отдельных стекловолоконных стержней и сплошной металлической навивки из нескольких металлических проволок, обвивающих в одном направлении сердечник, с целью использования в качестве арматуры ненапрягаемых бетонных конструкций выполнен в виде комбинированного металлокомпозитного стержня, причем элементы стержня пропитываются и склеиваются между собой при изготовлении полимерным или минеральным связующим и используются для армирования монолитных и сборных цементобетонных, гипсобетонных, полимербетонных, асфальтобетонных, серобетонных, грунтоцементных и др. конструкций. Металлическая навивка выполняется в виде двусторонней проволочной оплетки из различных сортов стали и сплавов цветных металлов, имеющих высокий модуль упругости на растяжение. Площадь сечения металлической двусторонней проволочной оплетки может варьироваться от 2 до 5% от общей площади сечения каната, в зависимости от назначения армируемого изделия. При этом повышенный расход пластичного металла увеличивает предельные деформации на растяжение, в то время как повышенный расход минерального волокна повышает прочность на разрыв. Регулируя соотношение материала и геометрию укладки проволок оплетки, а также вид металла и волокна, можно получать материал с заданными свойствами в широком диапазоне задач. Главным преимуществом комбинированного металлокомпозитного стержня, по сравнению со всеми известными, является проявление синергического эффекта повышения прочности и пластичности хрупкого композитного материала, например, стеклополимерного или углеполимерного. Повышение предельной деформации при растяжении стеклополимерного композитного стержня происходит за счет «залечивания» образующихся локальных обрывов отдельных волокон присутствием в этом месте цельной металлической проволоки. Повышение прочности комбинированного металлокомпозитного элемента объясняется эффектом поперечного обжатия сечения витками проволоки, происходящее при растяжении проволочного чулка на поверхности стержня.The problem is solved due to the fact that the well-known reinforcing rope (RU Patent No. 2569650 Reinforcing rope. Published: November 27, 2015 Bulletin No. 33), consisting of a straight power core of individual fiberglass rods and continuous metal winding of several metal wires entwined in in one direction, the core, for the purpose of using non-prestressed concrete structures as reinforcement, is made in the form of a combined metal-composite rod, and the elements of the rod are impregnated and glued together during manufacturing with a polymer or mineral binder and are used for reinforcing monolithic and prefabricated cement concrete, gypsum concrete, polymer concrete, asphalt concrete, sulfur concrete , soil-cement and other structures. Metal winding is made in the form of double-sided wire braiding made of various types of steel and non-ferrous metal alloys with a high tensile modulus of elasticity. The cross-sectional area of the metal double-sided wire braid can vary from 2 to 5% of the total cross-sectional area of the rope, depending on the purpose of the reinforced product. At the same time, increased consumption of ductile metal increases the ultimate tensile strain, while increased consumption of mineral fiber increases tensile strength. By adjusting the ratio of the material and the geometry of the braided wires, as well as the type of metal and fiber, it is possible to obtain a material with specified properties in a wide range of tasks. The main advantage of a combined metal-composite rod, compared to all known ones, is the manifestation of a synergistic effect of increasing the strength and ductility of a brittle composite material, for example, glass-polymer or carbon-polymer. An increase in the ultimate tensile strain of a glass-polymer composite rod occurs due to the “healing” of the resulting local breaks of individual fibers by the presence of a solid metal wire in this place. The increase in the strength of the combined metal-composite element is explained by the effect of transverse compression of the section by turns of wire, which occurs when the wire stocking is stretched on the surface of the rod.
Содержание полезной модели поясняется The contents of the utility model are explained
на фиг. 1-3. На фиг.1 показан внешний вид комбинированного металлостекловолоконного стержня; in fig. 1-3. Figure 1 shows the appearance of the combined metal-fiberglass rod;
на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1 Fig.2 - section A-A according to Fig.1
на фиг.3 - график зависимости «нагрузка-деформация» для стеклопластикового арматурного стержня в комбинации с металлической двусторонней проволочной оплеткой и сердечником из проволоки из низколегированной упрочняющейся стали. Fig. 3 is a load-deformation graph for a fiberglass reinforcing bar in combination with a metal double-sided wire braid and a core made of low-alloy hardening steel wire.
Условные обозначения на фигурах: Legend in the figures:
1 - комбинированная металлокомпозитная арматура1 - combined metal-composite reinforcement
2 - оплетка проволочная двусторонняя2 - double-sided wire braid
3 - сердечник металлический3 - metal core
4 - композитный стержень 4 - composite rod
Арматура 1 состоит из композитного стержня 4, металлической двусторонней проволочной оплетки 2 и сердечника 3. Арматура 1 изготавливается на оборудовании пултрузионного производства композитной арматуры (В.С. Плевков, А.Г.Тамразян, К.Л.Кудяков. Прочность и трещиностойкость изгибаемых элементов с преднапряженной стеклокомпозитной арматурой. Томск, ТГАСУ 2021), причем вместо устройства для навивки формующего жгута их стеклянного волокна размещают барабаны с тонкой металлической проволокой для получения оплетки 2. Металловолоконный арматурный полуфабрикат пропитывают связующим и термообрабатывают по известной пултрузионной технологии/ (В.С. Плевков, А.Г.Тамразян, К.Л.Кудяков. Прочность и трещиностойкость изгибаемых элементов с преднапряженной стеклокомпозитной арматурой. Томск, ТГАСУ 2021). Дополнительный металлический сердечник 3 из одной или двух проволок используют для больших диаметров арматуры (более 12 мм). Многие полимерные смолы, обладающие повышенной вязкостью, плохо пропитывают готовые канаты. В этом случае целесообразно выполнять пропитку расплавом модифицированной серы, которая менее вязкая и не требует термообработки.Reinforcement 1 consists of a composite rod 4, a metal double-sided wire braid 2 and a core 3. Reinforcement 1 is manufactured on equipment for pultrusion production of composite reinforcement (V.S. Plevkov, A.G. Tamrazyan, K.L. Kudyakov. Strength and crack resistance of bending elements with prestressed glass-composite reinforcement. Tomsk, TGASU 2021), and instead of a device for winding the forming tow of their glass fiber, drums with thin metal wire are placed to obtain braiding 2. The metal fiber reinforcement semi-finished product is impregnated with a binder and heat treated using well-known pultrusion technology / (V.S. Plevkov , A.G.Tamrazyan, K.L.Kudyakov. Strength and crack resistance of bending elements with prestressed glass-composite reinforcement. Tomsk, TGASU 2021). An additional metal core 3 of one or two wires is used for large diameter reinforcement (more than 12 mm). Many polymer resins with high viscosity do not saturate finished ropes well. In this case, it is advisable to perform melt impregnation with modified sulfur, which is less viscous and does not require heat treatment.
Пример конструкции комбинированной металлокомпозитной арматуры для армирования бетонного изделияAn example of the design of combined metal-composite reinforcement for reinforcing a concrete product
Рассмотрим образец арматуры 1, который состоит из стекловолоконного стержня 4, двусторонней проволочной оплетки 2 и стального сердечника 3. Для определения механических свойств арматуры необходимо подвергнуть образец растяжению на разрывной машине. Let's consider a sample of reinforcement 1, which consists of a fiberglass rod 4, a double-sided wire braid 2 and a steel core 3. To determine the mechanical properties of the reinforcement, it is necessary to subject the sample to tension in a tensile testing machine.
Образец - арматура комбинированная металлостеклокомпозитная, армированная металлической двусторонней проволочной оплеткой по периметру и сердечником из низкоуглеродистой проволоки по центру сечения. Свойства компонентов арматуры отличаются достаточно сильно. Прочность стеклокомпозита на растяжение до трех раз выше прочности стали, при этом, модуль упругости стали приблизительно в 4 раза выше, чем у стеклокомпозита. Стекловолокно очень хрупкое, а сталь имеет ярко выраженную площадку текучести. На фиг. 3 для сравнения показаны графики зависимости «нагрузка-деформация» для металлического стержня (кривая А), для стеклокомпозитного стержня (кривая В) и для комбинированного элемента, состоящего из стекловолоконного стержня с металлической двусторонней проволочной оплеткой и сердечником с соотношением площадей 4:1 (стеклокомпозит: металл) кривая С. Все образцы одинакового сечения. Стекловолоконный образец самый прочный и самый хрупкий, разрушается при удлинении менее 3%. Металлический образец - пластичный и деформируется до удлинения более 20%. Металлостеклокомпозитный стержень по мере роста растягивающей нагрузки подчиняется «правилу смеси», модуль упругости в начальном диапазоне нагрузки пропорционален объемному соотношению стеклокомпозита и стали в сечении стержня. При достижении определенного уровня напряжений (точка Е), сталь проволочных элементов (оплетка и сердечник) начинает «течь», но не разрушается. После этого вклад стальной проволоки в общее сопротивление некоторое время остается практически постоянным, сталь продолжает сопротивляться и воспринимать свою часть нагрузки до удлинения 10-20 %. При этом общее сопротивление комбинированной арматуры продолжает оставаться близким к максимальному значению для стеклокомпозитного стержня (точка D) до удлинения 7-8 %. Таким образом, при превышении границы текучести металлической двусторонней проволочной оплетки и сердечника, стержень продолжает работать с образованием пластических деформаций, несвойственных для «чистого» стеклокомпозита, т.е. материал приобретает свойство «псевдопластичности» со значительным увеличением предельной деформации при разрыве.The sample is a combined metal-glass-composite reinforcement reinforced with a metal double-sided wire braid around the perimeter and a low-carbon wire core in the center of the section. The properties of the reinforcement components differ quite significantly. The tensile strength of glass composite is up to three times higher than that of steel, while the elastic modulus of steel is approximately 4 times higher than that of glass composite. Fiberglass is very brittle, and steel has a pronounced yield point. In fig. For comparison, Fig. 3 shows the load-strain curves for a metal rod (curve A), for a glass composite rod (curve B) and for a combined element consisting of a fiberglass rod with a metal double-sided wire braid and a core with an area ratio of 4: 1 (glass composite : metal) curve C. All samples have the same cross-section. The fiberglass sample is the strongest and most fragile, breaking at an elongation of less than 3%. The metal sample is ductile and deforms to an elongation of more than 20%. As the tensile load increases, the metal-glass-composite rod obeys the “mixture rule”; the elastic modulus in the initial load range is proportional to the volume ratio of the glass-composite and steel in the cross-section of the rod. When a certain stress level is reached (point E), the steel of the wire elements (braid and core) begins to “flow”, but does not collapse. After this, the contribution of the steel wire to the total resistance remains practically constant for some time; the steel continues to resist and absorb its part of the load until an elongation of 10-20%. At the same time, the total resistance of the combined reinforcement continues to remain close to the maximum value for the glass-composite rod (point D) up to an elongation of 7-8%. Thus, when the yield limit of the metal double-sided wire braid and core is exceeded, the rod continues to work with the formation of plastic deformations that are unusual for a “pure” glass composite, i.e. the material acquires the property of “pseudoplasticity” with a significant increase in the ultimate strain at break.
Эффект армирования такой арматурой заключается в исключении возможности хрупкого разрушения при превышении предельной деформации стеклокомпозита. The effect of reinforcement with such reinforcement is to eliminate the possibility of brittle fracture when the maximum deformation of the glass composite is exceeded.
При определенных сочетаниях (стеклокомпозит:металл) такая арматура может соответствовать требованиям, предъявляемым к арматуре для строительства в сейсмических районах, что отличает ее от обычной стеклокомпозитной арматуры (Свод правил СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах»).With certain combinations (glass composite: metal), such reinforcement can meet the requirements for reinforcement for construction in seismic areas, which distinguishes it from conventional glass composite reinforcement (Code of Rules SP 14.13330.2014 "SNiP II-7-81 * Construction in seismic areas" ).
Литература Literature
1. В.С. Плевков, А.Г.Тамразян, К.Л.Кудяков. Прочность и трещиностойкость изгибаемых элементов с преднапряженной стеклокомпозитной арматурой. Томск, ТГАСУ 2021. 1. V.S. Plevkov, A.G. Tamrazyan, K.L. Kudyakov. Strength and crack resistance of bending elements with prestressed glass-composite reinforcement. Tomsk, TGASU 2021.
2. Патент RU №120984 Арматура композитная стеклометаллопластиковая. Опубликовано 10.10.2012 Бюл. №28.2. Patent RU No. 120984 Composite glass-metal-plastic reinforcement. Published 10.10.2012 Bulletin. No. 28.
3. Патент RU №2569650 Арматурный канат. Опубликовано:27.11.2015 Бюл. №33).3. Patent RU No. 2569650 Reinforcing rope. Published: November 27, 2015 Bulletin. No. 33).
4. Заявка № 2023119416 от 24.07.2023 г.4. Application No. 2023119416 dated July 24, 2023.
5. ГОСТ 13771-86 ПРУЖИНЫ ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ II КЛАССА, ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ. Основные параметры витков.5. GOST 13771-86 SCREW CYLINDRICAL COMPRESSION AND EXTENSION SPRINGS, CLASS II, FROM ROUND STEEL. Basic parameters of turns.
6. Свод правил СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах».6. Code of rules SP 14.13330.2014 "SNiP II-7-81* Construction in seismic areas."
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU223072U1 true RU223072U1 (en) | 2024-01-30 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054509C1 (en) * | 1993-10-14 | 1996-02-20 | Асланова Людмила Григорьевна | Reinforcing bar |
RU134967U1 (en) * | 2013-03-04 | 2013-11-27 | Марк Игоревич Мехоношин | COMPOSITE FITTINGS (OPTIONS) |
RU2569650C1 (en) * | 2014-02-17 | 2015-11-27 | Борис Васильевич Накашидзе | Reinforcement rope |
EP1546449B1 (en) * | 2002-08-30 | 2018-10-31 | Hampidjan HF. | A high-strength light-weight rope with a shaped core |
CN210506962U (en) * | 2019-08-05 | 2020-05-12 | 河源迪奇亚工业技术有限公司 | Armored closed rope steel cable |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054509C1 (en) * | 1993-10-14 | 1996-02-20 | Асланова Людмила Григорьевна | Reinforcing bar |
EP1546449B1 (en) * | 2002-08-30 | 2018-10-31 | Hampidjan HF. | A high-strength light-weight rope with a shaped core |
RU134967U1 (en) * | 2013-03-04 | 2013-11-27 | Марк Игоревич Мехоношин | COMPOSITE FITTINGS (OPTIONS) |
RU2569650C1 (en) * | 2014-02-17 | 2015-11-27 | Борис Васильевич Накашидзе | Reinforcement rope |
CN210506962U (en) * | 2019-08-05 | 2020-05-12 | 河源迪奇亚工业技术有限公司 | Armored closed rope steel cable |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5727357A (en) | Composite reinforcement | |
US5989713A (en) | Optimized geometries of fiber reinforcements of cement, ceramic and polymeric based composites | |
Harris et al. | New ductile hybrid FRP reinforcing bar for concrete structures | |
JP2014502319A (en) | Reinforcing bar and method for manufacturing the same | |
EP2857607A1 (en) | FRP reinforcing bar | |
CN101886347B (en) | Fiber prestress rope containing high-toughness wear-resistant sleeve and fabricating method thereof | |
RU2482247C2 (en) | Method to manufacture non-metal reinforcement element with periodic surface and reinforcement element with periodic surface | |
KR102112960B1 (en) | Frp-mesh for reinforcing concrete | |
Priastiwi et al. | Behavior of ductile beam with addition confinement in compression zone | |
CN201809660U (en) | Fiber pre-stressed rope with high-toughness wear-resistant sleeve | |
RU223072U1 (en) | COMBINED METAL FIBER COMPOSITE REINFORCEMENT | |
CN103132654A (en) | FRP reinforcement material end nut and manufacturing method and application thereof | |
CN113039332B (en) | Composite steel bar | |
US3187466A (en) | Tensioning unit | |
EP3755525A1 (en) | Strand in glass and/or basalt fibers for prestressed concrete | |
RU2818634C1 (en) | Combined metal-fiber rope | |
CN208685934U (en) | A kind of FRP combination muscle and the concrete component containing the combination muscle | |
RU2681970C1 (en) | Mounting loop | |
RU164110U1 (en) | Reinforcing rope | |
RU2520542C1 (en) | Composite fibre-glass reinforcement (versions) | |
RU2287431C1 (en) | Method of manufacturing composition reinforcement | |
RU82464U1 (en) | FITTINGS FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL | |
RU2569650C1 (en) | Reinforcement rope | |
RU2796722C1 (en) | Reinforcing rope from polymer composite reinforcement | |
Correia et al. | Pseudo-ductile braided composite rods (BCRs) produced by braidtrusion |