RU2732564C2

RU2732564C2 - Open-wire reinforced rope with polymer coating

Info

Publication number: RU2732564C2
Application number: RU2017113208A
Authority: RU
Inventors: Лев Маркович Зарецкий; Вениамин Александрович Харитонов
Original assignee: Лев Маркович Зарецкий
Priority date: 2017-04-17
Filing date: 2017-04-17
Publication date: 2020-09-21
Also published as: RU2017113208A; RU2017113208A3

Abstract

FIELD: cable production.

SUBSTANCE: invention can be used in production of prestressed reinforcement intended for reinforcement of span structures of transport facilities and other concrete articles. Reinforcement rope contains central wire. Six entwined wires are twisted around spirally. Outside there is a polymer coating covering the whole outer surface of the rope and filling each slot between the central and two entwined wires. At that, on the central wire surface six slots are spirally spaced through equal gaps. There are six entwined wires arranged in them. Radius of curvature of the grooves in the transverse direction is equal to the radius of curvature of the entwined wires sections located in them. Slot period is equal to the rope twist pitch. Minimum distance between adjacent entwined wires surfaces in any cross-section is not less than 0.25 mm. Polymer coating covering the whole outer surface of the rope is integral with each of the coating elements, filling the groove between the central and two entwined wires.

EFFECT: technical result is higher reliability of operation of reinforcement rope due to higher adhesion with concrete, higher corrosion resistance and endurance.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к канатному производству и может быть использовано при производстве преднапряженной арматуры, предназначенной для армирования пролетных строений транспортных сооружений и других изделий из бетона.The invention relates to rope production and can be used in the production of prestressed fittings intended for reinforcing spans of transport structures and other concrete products.

Известен арматурный семипроволочный канат по состоящий из центральной проволоки с гладкой поверхностью и шести повивочных проволок с гладкой поверхностью, уложенных по спирали вокруг центральной проволоки (см. ГОСТ Р 53772-2010 «КАНАТЫ СТАЛЬНЫЕ АРМАТУРНЫЕ СЕМИПРОВОЛОЧНЫЕ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ. Технические условия»).Known reinforcing seven-wire rope consisting of a central wire with a smooth surface and six winding wires with a smooth surface, laid in a spiral around the central wire (see GOST R 53772-2010 "STEEL ROPES, STEEL ROPES, STABILIZED SEVEN WIRE WIRE. Specifications").

Недостатком известного каната является низкое сцепление с бетоном. Данный фактор обусловлен низким сцеплением бетона с гладкой поверхностью проволок, а также незначительным размером промежутков между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок, не оставляющим пространства для формирования прочных гребней бетона под образующей каната и, кроме того, малым наклоном этих промежутков к оси каната. В сочетании с гладкой поверхностью проволок это провоцирует эффект ввинчивания каната в бетон по собственному оттиску. Также недостатком данного арматурного каната является недостаточная коррозионная стойкость данного каната в составе железобетонных конструкций, вызванная наличием между центральной проволокой и каждыми двумя смежными повивочными проволоками полости, открытой для доступа влаги с торцов железобетонного изделия; при этом, несмотря на мероприятия по защите торцов канатов и перекрытия данных полостей красящими либо полимерными составами на торцах железобетонных изделий, из-за низкого сцепления каната с бетоном и вызванного им проскальзывания происходит Пуассоново расширение каната, провоцирующее образование микротрещин, по которым сквозь бетон проникает влага, возле торцов железобетонных изделий.The disadvantage of the known rope is its low adhesion to concrete. This factor is due to the low adhesion of concrete with the smooth surface of the wires, as well as the small size of the gaps between the circle described around the section of the rope and the surface of the outer wires, which does not leave space for the formation of strong ridges of concrete under the generatrix of the rope and, in addition, the small inclination of these gaps to the axis of the rope ... In combination with the smooth surface of the wires, this provokes the effect of screwing the rope into the concrete according to its own impression. Also, the disadvantage of this reinforcing rope is the insufficient corrosion resistance of this rope as part of reinforced concrete structures, caused by the presence of a cavity between the central wire and each two adjacent winding wires, open for moisture access from the ends of the reinforced concrete product; at the same time, despite measures to protect the ends of the ropes and overlap these cavities with coloring or polymer compositions at the ends of reinforced concrete products, due to the low adhesion of the rope to concrete and the slippage caused by it, Poisson expansion of the rope occurs, provoking the formation of microcracks through which moisture penetrates through the concrete , near the ends of reinforced concrete products.

Наиболее близким аналогом каната согласно настоящему изобретению является арматурный семипроволочный канат, состоящий из центральной проволоки с гладкой поверхностью, шести повивочных проволок с гладкой поверхностью, уложенных по спирали вокруг центральной проволоки, и полимерного покрытия, охватывающего всю наружную поверхность каната и заполняющего каждый паз между центральной и двумя повивочными проволоками (см. ASTM А882 / А882М - 04а (2010). Standard Specification for Filled Epoxy-Coated Seven-Wire Prestressing Steel Strand).The closest analogue of the rope according to the present invention is a seven-wire reinforcing rope consisting of a central wire with a smooth surface, six winding wires with a smooth surface, laid in a spiral around the central wire, and a polymer coating covering the entire outer surface of the rope and filling each groove between the central and two coiled wires (see ASTM A882 / A882M - 04a (2010). Standard Specification for Filled Epoxy-Coated Seven-Wire Prestressing Steel Strand).

Известный канат имеет более высокое сцепление за счет увеличенного контура обволакивания и механического зацепления, возникающего при внедрении частиц инертного заполнителя бетона в полимерное покрытие. Кроме того, известный канат имеет существенно повышенную коррозионную стойкость за счет полимера, покрывающего всю поверхность как повивочных проволок, так и центральной, за исключением линий непосредственного соприкосновения проволок друг с другом, что почти полностью исключает контакт стали с водой и иными средами - однако за счет некоторой податливости полимерного покрытия, допускающего взаимные перемещения проволок, в процессе эксплуатации могут возникать повреждения покрытия на участках, примыкающих к линиям непосредственного соприкосновения проволок друг с другом, что снижает изначально очень высокие коррозионную стойкость и выносливость. Еще одним недостатком известного каната является его высокая себестоимость, вызванная сложной двухэтапной технологией изготовления: на первом этапе классический 7-проволочный канат из гладких проволок без дополнительных элементов изготавливают и наматывают на катушки; на втором этапе изготовленный канат перематывают, при этом в процессе перемотки поточно нагревают индуктором, расплетают пропусканием через вращающийся синхронно движению каната шаблон и повторно свивают в емкости, заполненной гранулированным полимером, за счет чего поверхность проволок обволакивается полимером, который выдавливается с линий непосредственного соприкосновения проволок в пазы между ними и остается на обращенной наружу поверхности.The known rope has a higher adhesion due to the increased enveloping contour and mechanical engagement arising from the introduction of particles of inert concrete aggregate into the polymer coating. In addition, the well-known rope has a significantly increased corrosion resistance due to the polymer covering the entire surface of both the winding wires and the central one, with the exception of the lines of direct contact of the wires with each other, which almost completely excludes contact of steel with water and other media - however, due to Some pliability of the polymer coating, allowing mutual displacements of the wires, during operation, damage to the coating may occur in the areas adjacent to the lines of direct contact of the wires with each other, which reduces the initially very high corrosion resistance and endurance. Another disadvantage of the known rope is its high cost, caused by a complex two-stage manufacturing technology: at the first stage, a classic 7-wire rope from smooth wires without additional elements is made and wound on spools; at the second stage, the fabricated rope is rewound, while in the process of rewinding, it is in-line heated by the inductor, untwisted by passing through the template rotating synchronously with the movement of the rope and re-wound in a container filled with granular polymer, due to which the surface of the wires is enveloped with polymer, which is squeezed out from the lines of direct contact of the wires into grooves between them and remains on the outward-facing surface.

Задачей изобретения является разработка конструкции арматурного каната с полимерным покрытием, обеспечивающей одновременно стабильно высокое сцепление его с бетоном, низкую себестоимость и максимально высокие коррозионную стойкость и выносливость.The objective of the invention is to develop a construction of a reinforcing rope with a polymer coating, which simultaneously provides a consistently high adhesion to concrete, low cost and the highest corrosion resistance and endurance.

Указанная задача решается тем, что арматурный канат открытой конструкции с полимерным покрытием, содержащий центральную проволоку, навитые вокруг нее по спирали шесть повивочных проволок и полимерное покрытие, охватывающее всю наружную поверхность каната и заполняющее каждый паз между центральной и двумя повивочными проволоками, имеет на поверхности центральной проволоки расположенные по спирали через равные промежутки шесть пазов, в которых расположены шесть повивочных проволок, радиус кривизны пазов в поперечном направлении равен радиусу кривизны расположенных в них участков повивочных проволок, период паза равен шагу свивки каната, при этом минимальное расстояние между поверхностями смежных повивочных проволок в любом поперечном сечении составляет не менее 0,25 мм, а полимерное покрытие, охватывающее всю наружную поверхность каната, является единым целым с каждым из элементов покрытия, заполняющим паз между центральной и двумя повивочными проволоками.This problem is solved by the fact that a reinforcing rope of an open structure with a polymer coating, containing a central wire, six winding wires wound around it in a spiral, and a polymer coating covering the entire outer surface of the rope and filling each groove between the central and two winding wires has a central wires arranged in a spiral at equal intervals six grooves in which six winding wires are located, the radius of curvature of the grooves in the transverse direction is equal to the radius of curvature of the sections of the winding wires located in them, the period of the groove is equal to the pitch of the rope, while the minimum distance between the surfaces of adjacent winding wires is any cross-section is not less than 0.25 mm, and the polymer coating, covering the entire outer surface of the rope, is integral with each of the coating elements filling the groove between the central and two winding wires.

Такое выполнение каната обеспечивает открытую форму всех промежутков между центральной проволокой и двумя смежными повивочными проволоками, обеспечивающую качественное заполнение этих промежутков защитным полимером без расплетания каната, обширные зоны контакта между центральной и повивочными проволоками с конфигурацией, исключающей поперечные смещения проволок друг относительно друга, а также сплошность полимерного покрытия, не прерывающегося между повивочными проволоками. При этом соответствие радиусов, кривизны паза в центральной проволоке и расположенного в пазе участка поверхности повивочной проволоки в сочетании с прижатием проволок друг к другу вследствие преднапряжения каната при изготовлении железобетонного изделия исключает также формирование полостей между поверхностями паза центральной проволоки и расположенной в нем повивочной проволоки. Одновременно увеличенная толщина и, соответственно, прочность гребней бетона в промежутках между повивочными проволоками обеспечивает повышенный уровень сцепления арматурного каната с бетоном в продольном направлении.This design of the rope provides an open shape of all the gaps between the central wire and two adjacent winding wires, which ensures high-quality filling of these gaps with a protective polymer without untwisting the rope, extensive contact zones between the central and winding wires with a configuration that excludes lateral displacements of the wires relative to each other, as well as continuity polymer coating that is not interrupted between the winding wires. In this case, the correspondence of the radii, curvature of the groove in the central wire and the section of the winding wire surface located in the groove in combination with pressing the wires together due to the prestressing of the rope during the manufacture of a reinforced concrete product also excludes the formation of cavities between the groove surfaces of the central wire and the winding wire located in it. At the same time, the increased thickness and, accordingly, the strength of the ridges of concrete in the intervals between the winding wires provides an increased level of adhesion of the reinforcing rope to the concrete in the longitudinal direction.

При этом пластическое обжатие могут осуществлять непосредственно в очаге свивки. Это исключает возможность формирования известного дефекта так называемого «фонаря». Также пластическое обжатие могут осуществлять после свивки. Этот вариант упрощает осуществление пластического обжатия, но требует мероприятий по предотвращению дефекта «фонаря».In this case, plastic reduction can be carried out directly in the lay center. This eliminates the possibility of the formation of a known defect of the so-called "flashlight". Also, plastic reduction can be carried out after lay. This option simplifies plastic crimping, but requires measures to prevent the "lantern" defect.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 схематично изображен внешний вид открытого арматурного каната с полимерным покрытием;FIG. 1 schematically shows the appearance of an open reinforcing rope with a polymer coating;

на фиг. 2 схематично изображено поперечное сечение открытого арматурного каната с полимерным покрытием;in fig. 2 schematically shows a cross-section of an open reinforcing rope with a polymer coating;

Арматурный канат согласно одному из вариантов осуществления изобретения представлен на фиг. 1, 2. По оси каната расположена прямолинейная центральная проволока 1 (фиг. 1, 2), на которой по винтовой линии нанесены шесть пазов 2, в которых соответственно расположены шесть повивочных проволок 3, плотно прилегающих к пазам 2 центральной проволоки 1 и расположенных с зазором друг относительно друга. Всю поверхность повивочных проволок 3 за исключением участков, расположенных в пазах 2, а также поверхность центральной проволоки 1 на участках между пазами 2, покрывает полимерное покрытие 4. При этом каждый паз между центральной проволокой 1 и смежными повивочными проволоками 3 на уровне минимального зазора между ними и ближе к центру каната полностью заполнен полимером.A reinforcement rope according to one embodiment of the invention is shown in FIG. 1, 2. Along the rope axis there is a straight central wire 1 (Figs. 1, 2), on which six grooves 2 are applied along a helical line, in which six coiling wires 3 are respectively located, tightly adjacent to the grooves 2 of the central wire 1 and located with gap relative to each other. The entire surface of the winding wires 3, with the exception of the areas located in the grooves 2, as well as the surface of the central wire 1 in the areas between the grooves 2, is covered with a polymer coating 4. In this case, each groove between the central wire 1 and adjacent winding wires 3 at the level of the minimum gap between them and closer to the center of the rope is completely filled with polymer.

Изготавливают арматурный канат, например, следующим образом.Reinforcement rope is made, for example, as follows.

Предварительно изготавливают проволоки 1 и 3 круглого сечения. Далее проволоки свивают между собой в канат с помощью любой известной канатовьющей машины, например, бугельного типа - при этом зарядную шпулю с центральной проволокой 1 располагают в ближайшей к выходу из ротора каретке и пропускают напрямую из каретки в центр конуса свивки.Pre-made wires 1 and 3 of circular cross-section. Next, the wires are twisted together into a rope using any known rope-twisting machine, for example, a yoke-type - while the charging spool with the central wire 1 is placed in the carriage closest to the exit from the rotor and passed directly from the carriage to the center of the lay cone.

На выходной части ротора канатовьющей машины закрепляют первичную обжимную кассету с наклонными роликами, осуществляющую нанесение пазов 2 на поверхность центральной проволоки 1. Этот процесс осуществляется, например, посредством трех роликов, на каждом из которых выполнены два тороидальных выпуклых выступа постоянного дугообразного сечения, имеющих поперечный радиус кривизны на 2% более радиуса повивочных проволок. При этом вращающаяся совместно с ротором первичная обжимная кассета с наклонными роликами оборачивается вокруг поступательно двигающейся центральной проволоки 1 с тем же периодом, что и подаваемые в конус свивки повивочные проволоки 3, что обеспечивает точную укладку повивочных проволок 3 в пазы 2 на поверхности центральной проволоки 1.On the output part of the rotor of the rope-twisting machine, a primary crimping cassette with inclined rollers is fixed, which applies grooves 2 to the surface of the central wire 1. This process is carried out, for example, by means of three rollers, each of which has two toroidal convex protrusions of constant arcuate cross-section having a transverse radius curvature 2% more than the radius of the winding wires. At the same time, the primary crimping cassette with inclined rollers rotating together with the rotor wraps around the translationally moving central wire 1 with the same period as the winding wires 3 fed into the lay cone, which ensures accurate laying of the winding wires 3 into the grooves 2 on the surface of the central wire 1.

Непосредственно в очаге свивки каната его подвергают обжатию во вторичной вращающейся обжимной кассете с наклонными роликами, стационарной кассете с продольным расположением роликов или опорно-обжимной плашке. В результате обжатия повивочные проволоки 3 плотно прижимаются к пазам 2 центральной проволоки 1 и сплющиваются в них. В результате совместной деформации пазов 2 и расположенных в них участков поверхности повивочных проволок 3 их радиусы кривизны выравниваются.Directly in the center of the rope twist, it is subjected to compression in a secondary rotating crimping cassette with inclined rollers, a stationary cassette with a longitudinal arrangement of rollers or a support-crimping die. As a result of the compression, the winding wires 3 are tightly pressed against the grooves 2 of the central wire 1 and flattened in them. As a result of the joint deformation of the grooves 2 and the sections of the surface of the winding wires 3 located in them, their radii of curvature are leveled.

Далее сформированный канат натягивают до усилия, составляющего 30-70% от усилия разрыва, посредством любого известного способа - например, между двумя кабестанами, каждый из которых представляет собой набор из приводного и неприводного либо двух приводных шкивов. В промежутке между прохождением первого и второго кабестанов, когда арматурный канат находится в прямолинейном натянутом состоянии, осуществляют его нагрев до температуры 370-430 градусов, например, посредством индукционной печи, после чего осуществляют принудительное охлаждение натянутого каната водяным опрыскивателем также в прямолинейном натянутом состоянии в промежутке между первым и вторым кабестанами.Next, the formed rope is tensioned to a force of 30-70% of the breaking force by any known method - for example, between two capstans, each of which is a set of drive and non-drive or two drive pulleys. In the interval between the passage of the first and second capstans, when the reinforcing rope is in a rectilinear tensioned state, it is heated to a temperature of 370-430 degrees, for example, by means of an induction furnace, after which the forced cooling of the tensioned rope is carried out with a water sprayer also in a rectilinear tensioned state in the interval between the first and second capstans.

После охлаждения канат вытягивают через второй кабестан и подают в экструдер, в котором на него наносится полимерное покрытие 4. Далее через контрольно-направляющее устройство канат подают на катушку-накопитель.After cooling, the rope is pulled through the second capstan and fed into an extruder, in which a polymer coating 4 is applied to it. Then, through a control and guide device, the rope is fed to a storage coil.

Кроме того, возможен вариант способа изготовления, в котором экструдер находится между водяным опрыскивателем и вторым кабестаном.In addition, a variant of the manufacturing method is possible in which the extruder is located between the water sprayer and the second capstan.

После того, как канатовьющая машина израсходует проволоку хотя бы на одной из установленных в ее роторе или на внешней размотке катушек, технологический процесс прерывают для заправки канатовьющей машины проволокой, одновременно с этим производят замену катушки-накопителя аналогичной пустой катушкой-накопителем, а заполненную катушку-накопитель сдвигают на участок перемотки, где намотанный на катушку-накопитель готовый канат перематывают на тарные катушки или в бухты и упаковывают известными способами.After the wire rope machine has used up the wire on at least one of the coils installed in its rotor or on the external unwinding, the technological process is interrupted to thread the wire rope machine, at the same time, the storage coil is replaced with a similar empty storage coil, and the filled coil is The storage device is shifted to the rewinding section, where the finished rope wound on the storage reel is rewound onto container coils or into coils and packed by known methods.

Claims

Reinforcement rope of an open structure with a polymer coating, containing a central wire, six coiled wires wound around it in a spiral and a polymer coating covering the entire outer surface of the rope and filling each groove between the central and two coiled wires, characterized in that on the surface of the central wire there are spirals at equal intervals six grooves in which six winding wires are located, the radius of curvature of the grooves in the transverse direction is equal to the radius of curvature of the sections of the winding wires located in them, the period of the groove is equal to the pitch of the rope, with the minimum distance between the surfaces of adjacent winding wires in any cross section is not less than 0.25 mm, and the polymer coating, covering the entire outer surface of the rope, is integral with each of the coating elements filling the groove between the central and two winding wires.