RU83785U1

RU83785U1 - Стержень композитный

Info

Publication number: RU83785U1
Application number: RU2009104122/22U
Authority: RU
Inventors: Антон Сергеевич Шахов; Сергей Владимирович Шахов; Семен Игоревич Шабалин; Станислав Игоревич Шабалин; Евгений Викторович Лялин; Валентина Федоровна Степанова
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2009-06-20

Abstract

Полезная модель относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре, которая применяется для армирования связующих сред. Стержень композитный из высокопрочного полимера для армирования связующих сред, включающий волокна, объединенные в жгуты, образован кручением жгутов, причем диаметр жгутов составляет 25-47% от диаметра стержня, а количество жгутов должно быть не менее 3-х, а число кручений жгутов на метр стержня находится в диапазоне 5-120. Повышенная адгезионная способность опытных стержней обеспечивается канавками (углублениями), образованными соседними скрученными жгутами.

Description

Полезная модель относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре, которая применяется для армирования связующих сред; для армирования термоизоляционных стеновых конструкций, монолитных бетонных и сборных конструкций; для использования в конструктивных элементах зданий; для армирования грунта основания зданий и сооружений, в том числе оснований автомагистралей и дорог; для анкеровки в грунте подпорных стен и сооружений.

Известен арматурный элемент, содержащий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами (Фролов В.П. Стеклопластиковая арматура и стеклобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1980, с.20-27).

Недостатком данного арматурного элемента является низкая степень сцепления с бетоном.

Предлагаемой полезной моделью решается задача создания стержня композитного с повышенной адгезионной способностью.

Для достижения указанного технического результата стержень композитный из высокопрочного полимера для армирования связующих сред, включающий волокна, объединенные в жгуты, образован кручением жгутов, причем диаметр жгутов составляет 25-47% от диаметра стержня, количество жгутов должно быть не менее 3-х, а число кручений жгутов на метр стержня находится в диапазоне 5-120.

Отличительными признаками предлагаемого стержня композитного от указанного выше известного наиболее близким к нему, является то, что стержень образован кручением жгутов, причем диаметр жгутов составляет

25-47% от диаметра стержня, количество жгутов должно быть не менее 3-х, а число кручений жгутов на метр стержня находится в диапазоне 5-120.

Благодаря наличию этих признаков создан новый вид стержня композитного, имеющий повышенную адгезионную способность за счет выполнения стержня из нескольких жгутов определенных геометрических соотношений, объединенных кручением в единый стержень.

Предлагаемая арматура композитная иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5.

На фиг.1 показан стержень композитный (общий вид) при минимальном Z=5 числе кручений жгутов, образующих стержень.

На фиг.2 показан стержень композитный (общий вид) при максимальном Z=120 числе кручений жгутов, образующих стержень.

На фиг.3 показан крученый стержень (сечение), состоящий из 3-х жгутов одинакового диаметра.

На фиг.4 показан крученый стержень (сечение), состоящий из 4-х жгутов одинакового диаметра.

На фиг.5 показан крученый стержень (сечение), состоящий из жгутов разного диаметра.

Стержень композитный (фиг.1, 2) образован кручением нескольких жгутов 1. В сечении стержень может быть выполнен из трех жгутов (фиг.3), четырех жгутов (фиг.4) и композиции из жгутов разных диаметров (фиг.5). Стержень может быть изготовлен с различным числом кручений (Z) на единицу длины (м). На фиг.1 показан стержень с минимальным числом круток на длине 1 метр Z=5, а на фиг 2 показан стержень с максимальным числом круток по длине Z=120.

Изготовление таких стержней производится следующим образом.

На первом этапе изготавливают жгуты необходимых диаметров известными методами (например, плетением).

На втором этапе жгуты расчетного количества непрерывным образом пропитывают термореактивным компаундом на основе эпоксидной смолы и

осуществляют между ними необходимую скрутку. После отверждения в печи жгуты склеиваются между собой, образуя стержень, который разрезают на отрезки необходимой длины.

Были проведены сравнительные испытания прототипа базальтопластиковых стержней диаметров 6, 8, 10, 12 мм и опытных образцов стержней, выполненных из базальтопластиковых жгутов, вписанных соответственно в диаметры 6, 8, 10, 12 мм. Варианты комбинаций количества жгутов и их диаметров были определены методом компьютерного геометрического моделирования.

Повышенная адгезионная способность опытных стержней обеспечивается канавками (углублениями), образованными соседними скрученными жгутами.

Величина сцепления (анкерования) определялась по усилиям выдергивания образцов стержней из цементной заливки марки M100 при длине заделки 100 мм.

В таблице приведены следующие данные:

- А, (н/см) - удельное значение усилий выдергивания арматуры в ньютонах (н) на единицу длины арматуры в сантиметрах (см);

- d/D×100% - отношение диаметров жгутов d по отношению к диаметру описанной окружности стержня D в процентах.

Определение возможного числа кручений жгутов определялось опытным путем.

Минимальные значения круток Z_min определялись отделением жгутов друг от друга. При Z_min=5 жгуты разделяются между собой.

Максимальное значение круток Z_max определяется технологическими возможностями оборудования Z_max=120.

В результате исследований было выявлено, что высокие анкерующие свойства опытных образцов композитных стержней достигнуты при использовании жгутов с диаметрами от 25% до 47% от диаметра стержня

композитного, причем минимальное количество жгутов в стержне равно трем, а число кручений жгутов на метр стержня находится в диапазоне 5-120.

Наибольшие анкерующие свойства достигнуты в случае выполнения стержней из 3-х жгутов в сечении выполненных круглыми при соотношении d_ж=47%D_cт, где d_ж - диаметры жгутов, а D_ст - диаметр стержня арматуры.

Наименьшие анкерующие свойства получаются при использовании тонких жгутов d_ж=25%D. В этом случае спиральные канавки малых размеров заполняются смолой и анкерующие свойства соответствуют прототипу.

Повышение числа круток жгутов от Z=5 вначале увеличивает анкерующие свойства, а при скруте Z=120 происходит сжатие спиральных канавок и стержень по анкерующим свойствам вырождается в прототип.

Таблица
№п/п			Стержень	d/D×100%	А (при Z=5), н/см	А (при Z=120), н/см
1	Прототип D=6 мм			----	380	380
	ОПЫТНЫЕ	образцы	3 жгута d=2,8 мм	46,6	500	520
			4 жгута d=2,4 мм	40,0	460	500
			5 жгутов d=2,2 мм	36,6	430	450
			1 жгут d=1,5 мм	25,0
			7 жгутов d=2,0 мм	33,0	420	420
			7 жгутов d=1,7 мм	28,3	390	390
			1 жгут d=2,3 мм	38,3
			8 жгутов d=1,5 мм	25,0	380	350
			1 жгут d=2,6 мм	43,3
2	Прототип D=8 мм			--	490	490
	ОПЫТНЫЕ	образцы	3 жгута d=3,8 мм	47,0	640	670
			4 жгута d=3,2 мм	41,0	610	640
			5 жгутов d=3,0 мм	37,0	570	590
			1 жгут d=2,0 мм	25,0
			7 жгутов d=2,6 мм	33,0	540	550
			7 жгутов d=1,7 мм	32,0	510	520
			1 жгут d=2,3 мм	39,0
			8 жгутов d=2,0 мм	26,0	490	490
			1 жгут d=3,5 мм	44,0
3	Прототип D=10 мм			--	610	610
	ОПЫТНЫЕ	образцы	3 жгута d=4,7 мм	47,0	760	780
			4 жгута d=4,1 мм	41,0	740	760
			5 жгутов d=3,7 мм	37,0	700	720
			1 жгут d=2,5 мм	25,0
			7 жгутов d=3,3 мм	33,0	680	700
			7 жгутов d=3,2 мм	32,0	640	640
			1 жгут d=3,9 мм	39,0
			8 жгутов d=2,6 мм	26,0	610	610
			1 жгут d=4,0 мм	44,0
4	Прототип D=12 мм			--	750	750
	ОПЫТНЫЕ	образцы	3 жгута d=3,8 мм	47,0	930	950
			4 жгута d=3,2 мм	41,0	900	930
			5 жгутов d=3,0 мм	37,0	850	880
			1 жгут d=2,0 мм	25,0
			7 жгутов d=2,6 мм	33,0	800	820
			7 жгутов d=1,7 мм	32,0	780	780
			1 жгут d=2,3 мм	39,0
			8 жгутов d=2,0 мм	26,0	750	750
			1 жгут d=3,5 мм	44,0

Claims

Стержень композитный из высокопрочного полимера для армирования связующих сред, включающий волокна, объединенные в жгуты, отличающийся тем, что стержень образован кручением жгутов, причем диаметр жгутов составляет 25-47% от диаметра стержня, количество жгутов должно быть не менее 3-х, а число кручений жгутов на метр стержня находится в диапазоне 5-120.