WO2016022042A2 - Арматурный канат с повышенным сцеплением и способ его изготовления - Google Patents

Арматурный канат с повышенным сцеплением и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
WO2016022042A2
WO2016022042A2 PCT/RU2015/000434 RU2015000434W WO2016022042A2 WO 2016022042 A2 WO2016022042 A2 WO 2016022042A2 RU 2015000434 W RU2015000434 W RU 2015000434W WO 2016022042 A2 WO2016022042 A2 WO 2016022042A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rope
wires
wire
grafting
entwined
Prior art date
Application number
PCT/RU2015/000434
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2016022042A3 (ru
Inventor
Лев Маркович ЗАРЕЦКИЙ
Вениамин Александрович ХАРИТОНОВ
Original Assignee
Лев Маркович ЗАРЕЦКИЙ
ДРЁМИН, Юрий Анатольевич
Вениамин Александрович ХАРИТОНОВ
ЗАЙЦЕВ, Андрей Сергеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лев Маркович ЗАРЕЦКИЙ, ДРЁМИН, Юрий Анатольевич, Вениамин Александрович ХАРИТОНОВ, ЗАЙЦЕВ, Андрей Сергеевич filed Critical Лев Маркович ЗАРЕЦКИЙ
Publication of WO2016022042A2 publication Critical patent/WO2016022042A2/ru
Publication of WO2016022042A3 publication Critical patent/WO2016022042A3/ru

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0693Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core having a strand configuration
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B5/00Making ropes or cables from special materials or of particular form
    • D07B5/005Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/02Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance
    • E04C5/03Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance with indentations, projections, ribs, or the like, for augmenting the adherence to the concrete
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00Ropes or cables
    • D07B2201/20Rope or cable components
    • D07B2201/2001Wires or filaments
    • D07B2201/2002Wires or filaments characterised by their cross-sectional shape
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00Ropes or cables
    • D07B2201/20Rope or cable components
    • D07B2201/2001Wires or filaments
    • D07B2201/2007Wires or filaments characterised by their longitudinal shape
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00Ropes or cables
    • D07B2201/20Rope or cable components
    • D07B2201/2001Wires or filaments
    • D07B2201/201Wires or filaments characterised by a coating
    • D07B2201/2011Wires or filaments characterised by a coating comprising metals
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00Ropes or cables
    • D07B2201/20Rope or cable components
    • D07B2201/2015Strands
    • D07B2201/2016Strands characterised by their cross-sectional shape
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00Ropes or cables
    • D07B2201/20Rope or cable components
    • D07B2201/2015Strands
    • D07B2201/2016Strands characterised by their cross-sectional shape
    • D07B2201/2017Strands characterised by their cross-sectional shape triangular
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00Ropes or cables
    • D07B2201/20Rope or cable components
    • D07B2201/2015Strands
    • D07B2201/2021Strands characterised by their longitudinal shape
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2201/00Ropes or cables
    • D07B2201/20Rope or cable components
    • D07B2201/2015Strands
    • D07B2201/2038Strands characterised by the number of wires or filaments
    • D07B2201/204Strands characterised by the number of wires or filaments nine or more wires or filaments respectively forming multiple layers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00Rope or cable materials
    • D07B2205/30Inorganic materials
    • D07B2205/3021Metals
    • D07B2205/3071Zinc (Zn)
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2501/00Application field
    • D07B2501/20Application field related to ropes or cables
    • D07B2501/2015Construction industries
    • D07B2501/2023Concrete enforcements
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B3/00General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material

Definitions

  • the invention relates to cable production and can be used in the production of tensile and embedded reinforcement intended for reinforcing monolithic structures and other concrete products.
  • the periodic profile forms numerous stress concentrators, which in themselves reduce the mechanical properties and, in addition, the periodic profile on the contacting surfaces determines the point contact between adjacent wires, which additionally enhances the stress concentration and also reduces the relaxation resistance for the local introduction of adjacent wires into each other at the contact points and the resulting displacements to a smaller laying radius and a direct increase in the length of the wires salt, leading to an increase in the length of the rope when working in structures and, as a result, to a reduction in pre-tension.
  • the closest analogue of the rope according to the present invention is the reinforcing rope according to the patent RU 2431024, containing the Central wire and wound around it helix wound wires with a periodic profile.
  • the periodic profile is made in the form of inclined protrusions above the generatrix of the pressed surface of the rope, and the surface sections of the wires in contact with other wires are made in the form of spirally arranged flat platforms.
  • a periodic profile is applied to the outer surface portion of the grafting wire, and the gaps between the circumference described around the cross-section of the rope and the surface of the outer wires are larger than the gaps in the round wire rope due to the cross-sectional shape of the wires and the arrangement of wires having sections facing the outer surface of the rope, two layers so that the outline, connecting tangentially the outer sections of the coils, was close to a triangle with rounded corners.
  • the known rope has high adhesion due to the large gaps between the circumference described around the rope section and the surface of the outer wires, leaving space for the formation of strong concrete crests under the rope generatrix, a large enveloping contour and mechanical engagement in the screwing direction, and also has increased endurance relative to the previous considered analogue due to surface contact between the wires, fewer elements of the periodic profile and their location only on the sections of wires facing the outer surface of the rope, and above the plastically crimped surface, which reduces the concentration of stresses during application.
  • a disadvantage of the known construction of the rope is the presence of stress concentrators in the form of protrusions of a periodic profile on all grafting wires. These stress concentrators significantly reduce the properties of reinforced structures at critical loads.
  • the implementation of periodic profiling in the form of uncompressed protrusions above the crimped surface of the grafting wires leads to inhomogeneous length properties of the crimped and uncompressed surface sections. It also generates intense tensile stresses at the boundary between the crimped and uncompressed sections of the rope, in particular, on the transverse surfaces of the periodic profile, which does not allow for maximum endurance and relaxation resistance.
  • a known method of manufacturing a reinforcing rope according to the patent RU 2431024 including the manufacture of round wires, twisting the wires into a rope shaped spiral section and plastic crimping of the rope with simultaneous drawing of a periodic profile by s deformations directly in the center of the lay along the outer surface of the grafting wires in a shaped roller gauge with inclined rollers.
  • the disadvantage of this method is the inevitable formation of stress concentrators when applying a periodic profile in the form of uncompressed protrusions above the crimped surface, which reduces the endurance of the manufactured rope.
  • the roller passes different distances along the wires of the inner and outer layers, which causes the wires to inevitably slip relative to the roller, because In this case, the wires of both layers are periodically kept from slipping relative to the roller by a periodic profile, permanent damage to the periodic profile occurs in the form of “smeared” and “n Dorval "portions reinforcing the stress concentration.
  • tension drops occur that interfere with the uniform twisting of the rope and lead to rapid wear of the equipment.
  • Another disadvantage of this method is the lack of thermomechanical processing, which further increases the operational characteristics of the rope.
  • the objective of the invention is to develop a reinforcing rope and a method for its manufacture, due to which the rope has increased endurance, with a reduced number of stress concentrators in the wires and at the same time high adhesion to concrete both in the direction of longitudinal movement and in the direction of screwing.
  • the reinforcing rope consists of a central wire and wound around it in a spiral in two concentric layers of grafting wires, and the number of grafting the wires in the inner layer are not less than one and a half times the number of grafting wires in the outer layer, each grafting wire has a surface area that is part of the outer surface of the rope, while the surface portion of each of the grafting wires of the inner layer facing the outer surface of the rope has at least one crimped part, continuous along the entire length of these wires, and the surface area of each of the inoculation wires of the outer layer, facing the outer surface of the rope, has at least two crimped parts, continuous along the entire length of these wires, each winding wire of the outer layer is located in the groove between two adjacent winding wires of the inner layer, and continuous lengthwise spiral faces are made on the surface sections of adjacent wires facing each other.
  • the term “continuous along the length of spiral faces” means surface areas of the central and grafting wires located on their surface in a spiral with a step equal to the pitch of the twist of the rope, and having borders visible to the naked eye with the rest of the surface of these wires, the transverse generatrix of these sections represents a straight line or arc with a radius of curvature not less than twice the radius of curvature of the remaining sections of the surface.
  • the presence of continuous lengths of crimped parts on the outer surface ensures uniformity along the length of the mechanical properties rope and the absence of pronounced stress concentrators.
  • the deep and extended protrusions of the profile allow the formation of massive crests of concrete under the generatrix of the rope, which ensures high adhesion to concrete in the longitudinal direction.
  • the location of the outer layer winding wires in the grooves between the internal layer winding wires and the presence of spiral faces at the contact points of adjacent wires ensures reliable fixation of each wire of the rope in a predetermined position.
  • the compressed parts of the surface of the midwire wires on the outer surface of the rope can be made rectilinear and having a common generatrix in cross section. This design is the most technologically advanced in production.
  • the compressed parts of the surface of the midwire wires on the outer surface of the rope can be made convex or concave in cross section. This design allows you to increase the contact surface of the reinforcing rope with concrete and thereby increase the adhesion and friction adhesion with concrete.
  • the reinforcing rope can be made in such a way that the pressed part of the surface of at least one inoculation wire, but not more than all inoculation wires of only the inner layer or all inoculation wires of only the outer layer, has a periodic profile, which is fragments of the pressed part of the surface, having forming, different from forming the rest of the compressed part of this surface.
  • the reinforcing rope may have a corrosion-resistant coating on the wires, for example, from a material whose main component is zinc.
  • This design is effective for use in reinforced concrete structures that are regularly exposed to water, salt, hydrogen sulfide and other substances that contribute to corrosion.
  • the reinforcing rope can be arranged in such a way that the inner layer consists of six inoculation wires, and the outer layer consists of three inoculation wires located at regular intervals from each other.
  • the reinforcing rope may have six inoculation wires in the inner layer, and two inoculation wires in the outer layer.
  • thermomechanical processing In this case, the thermomechanical treatment of the rope may include a rope tension of 50-80% of the tensile strength, its heating and cooling in the tensioned state.
  • a method of manufacturing a reinforcing rope at the stage of plastic crimping in a roller gauge may include the formation of a periodic profile, which is separate sections of the compressed part of the outer surface of the rope. This variant of the method of manufacturing the rope allows you to provide the highest possible characteristics of its adhesion to concrete.
  • plastic compression can be carried out directly in the center of the lay. This excludes the possibility of the formation of a known defect of the so-called "flashlight”. Also, plastic crimping can be carried out after lay. This option simplifies the implementation of plastic compression, but requires measures to prevent the defect of the "flashlight”. In addition, plastic crimping can be carried out in two stages - to crimp a partially twisted rope after laying the inner layer of the grafting wires, then lay the outer layer of the grafting wires and compress the rope as a whole.
  • a rope can also be made from wires with an anti-corrosion coating, for example, based on zinc.
  • FIG. 1 schematically shows the appearance of a reinforcing rope of construction 1 + 6 + 3
  • FIG. 2 schematically shows the appearance and relative position of the grading wires of the inner layer of the rope of construction 1 + 6 + 3;
  • FIG. 3 schematically depicts the appearance and relative position of the central wire and the midle wires of the outer layer of the rope of construction 1 + 6 + 3;
  • FIG. 4 schematically shows a cross section of a reinforcing rope of construction 1 + 6 + 3;
  • FIG. 5 schematically depicts a cross-section of a reinforcing rope of construction 1 + 6 + 3 with a periodic profile in the form of depressions on the pressed parts of the outer surface of the grafting wires of the inner layer;
  • FIG. 6 schematically shows the appearance of the reinforcing rope of construction 1 + 6 + 3 with a periodic profile in the form of crimped protrusions on the crimped parts of the outer surface of the grafting wires of the inner layer;
  • FIG. 7 schematically shows a cross section of a reinforcing rope of construction 1 + 6 + 3 with an anticorrosive surface coating (without respecting scale);
  • FIG. 8 schematically shows a cross section of a reinforcing rope of construction 1 + 6 + 2;
  • FIG. 1 - 4 A reinforcing rope according to one embodiment of the invention is shown in FIG. 1 - 4.
  • a rectilinear central wire 1 (Fig. 1, 3, 4)
  • Fig. 1, 2, 4 a rectilinear central wire 1
  • Fig. 1, 2, 4 six inoculation wires 2 of the inner layer
  • Fig. 1, 2, 4 six inoculation wires 2 of the inner layer
  • FIG. 1 - 4 In the grooves 3 (Fig. 2) between the midwire wires 2 of the inner layer are three midwire wires 4 of the outer layer (FIGS. 1, 3,4), which are tightly adjacent to the midwire wires 2 of the inner layer.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a reinforcing rope of construction 1 + 6 + 3, according to which a periodic profile 8 in the form of depressions under the generatrix of the crimped part 6 is applied to the surface of the midi wires 2 of the inner layer.
  • FIG. 6 shows an embodiment of a reinforcing rope of construction 1 + 6 + 3, according to which a periodic profile 8 is applied on the surface of the midtrain wires 2 of the inner layer in the form of crimped protrusions above the generatrix of the crimped part 6.
  • FIG. 7 shows an embodiment of a reinforcing rope of construction 1 + 6 + 3 with an anti-corrosion coating 9 in the form of a zinc layer on the surface of the Central wire 1, midwire 2 of the inner layer and midwire 4 of the outer layer.
  • FIG. 8 shows an embodiment of a rope of construction 1 + 6 + 2.
  • a straight central wire 1 around which along the helix there are six inoculation wires 2 of the inner layer, tightly adjacent to each other and to the central wire 1, as well as two inoculation wires 4 of the outer layer, tightly adjacent to the inoculation wires 2 of the inner layer .
  • the crimped parts 6 of the midwire wires 2 of the inner layer and the midwire wires 4 of the outer layer have a common generatrix 7 made in a straight line, with each crimped wire 2 of the inner layer directly adjacent to the midwire wire 4 of the outer layer, has one crimped part 6, and on each of the midi wires 4 of the outer layer and on each of the two midi wires 2 of the inner layer, not adjacent to any of the midi wires 4 of the outer layer, there are two crimped parts 6.
  • the described structural design of the reinforcing rope allows to ensure the maximum endurance for the given properties of the metal of the wire-workpiece due to uniform and low residual stresses in the outer surface, including in profiled sections.
  • a reinforcing rope is made as follows.
  • Pre-made wire 1, 2 and 4 of circular cross section In the manufacture of the wire can be coated with an anti-corrosion coating, for example, based on zinc.
  • the wires are twisted together into a rope using any known rope machine, for example, a yoke type. Directly in the center of the rope lay, it is crimped in a roller gauge with inclined rollers rotating together with the rotor of the rope machine.
  • a periodic profile 8 can be applied in the form of crimped protrusions above the generatrix of the crimped part 6.
  • the formed rope is pulled to a force of 50-80% 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.
  • a force of 50-80% 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.
  • the reinforcing rope is under tension, it is heated to a temperature of 370-430 degrees by means of an inductor, after which forced tension of the tensioned rope is also carried out between the first and second capstans.
  • the rope Upon completion of cooling, the rope passes through the second capstan and enters the storage coil.
  • the technological process is interrupted for filling the rope machine with wire, at the same time, the drive coil is replaced with a similar empty drive coil, and the filled coil is replaced the drive is shifted to the rewind section, where the finished rope wound around the drive coil is rewound to tare reels or coils and packaged by known methods.

Abstract

Изобретение относится к канатному производству и может быть использовано при производстве преднапряженной и закладной арматуры. Арматурный канат с повышенным сцеплением, состоящий из центральной проволоки и расположенных вокруг нее по спирали в два концентрических слоя повивочных проволок, причем количество повивочных проволок во внутреннем слое не менее чем в полтора раза превышает количество повивочных проволок во внешнем слое, каждая повивочная проволока имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната, при этом участок поверхности каждой повивочной проволоки внутреннего слоя, выходящий на наружную поверхность каната, имеет по меньшей мере одну обжатую часть, непрерывную по всей длине указанных проволок, а участок поверхности каждой повивочной проволоки внешнего слоя, выходящий на наружную поверхность каната, имеет по меньшей мере две обжатых части, непрерывных по всей длине указанных проволок, причем каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазу между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, а на обращенных друг к другу участках поверхности смежных проволок выполнены непрерывные по длине спиральные грани. Способ изготовления арматурного каната, включающий в себя этапы, на которых изготавливают проволоки круглого сечения, свивают проволоки с помощью канатовьющей машины с вращающимся ротором в спиральный канат, конфигурация которого соответствует заявляемому устройству арматурного каната, осуществляют пластическое обжатие свитого каната путем деформации повивочных проволок вдоль их наружной поверхности в по меньшей мере одном роликовом калибре с наклонными роликами, который вращают относительно оси каната синхронно с вращением ротора канатовьющей машины, и подвергают обжатый канат термомеханической обработке.

Description

АРМАТУРНЫЙ КАНАТ С ПОВЫШЕННЫМ СЦЕПЛЕНИЕМ
И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Изобретение относится к канатному производству и может быть использовано при производстве напряженной и закладной арматуры, предназначенной для армирования монолитных строений и других изделий из бетона.
Известен арматурный семипроволочный канат по ГОСТ Р 53772-2010 состоящий из центральной проволоки с гладкой поверхностью и шести проволок с гладкой поверхность наружного слоя, свитых по спирали. Недостатком данной конструкции является относительно 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.
Известен арматурный семипроволочный канат по патенту DE 1659265, в котором проволоки имеют дополнительное периодическое профилирование в виде выступов и впадин, охватывающих с трех сторон поверхность повивочных проволок. Данная конструкция каната обеспечивает более высокое сцепление поверхности проволок с бетоном. Известный канат имеет дополнительное механическое зацепление в направлении ввинчивания, однако в целом не обеспечивает высокого сцепления с бетоном из-за узких промежутков между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок, не оставляющих пространства для формирования прочных гребней бетона под образующей каната. Другим недостатком известного арматурного каната является снижение выносливости и релаксационной стойкости относительно аналогичного каната из гладких проволок. Оно связано с тем, что периодический профиль формирует многочисленные концентраторы напряжений, которые сами по себе снижают механические свойства и, кроме того, периодический профиль на контактирующих поверхностях обусловливает точечный контакт между смежными проволоками, что дополнительно усиливает концентрацию напряжений, а также снижает релаксационную стойкость из-за локального внедрения смежных проволок друг в друга в точках контакта и вызванных этим смещения на меньший радиус укладки и непосредственного увеличения длины проволок, приводящих к увеличению длины каната при работе в конструкциях и, как следствие, снижению предварительного натяжения.
Наиболее близким аналогом каната согласно настоящему изобретению является арматурный канат по патенту RU 2431024, содержащий центральную проволоку и навитые вокруг нее по спирали повивочные проволоки с периодическим профилем. Периодический профиль выполнен в виде наклонных выступов над образующей обжатой поверхности каната, а участки поверхности проволок, контактирующие с другими проволоками, выполнены в форме спирально расположенных плоских площадок. Периодический профиль нанесен на наружный участок поверхности повивочных проволок, а промежутки между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок имеют увеличенные по сравнению с промежутками в круглопроволочном канате размеры за счет формы сечения проволок и расположения проволок, имеющих выходящие на наружную поверхность каната участки, в два слоя таким образом, чтобы контур, соединяющий по касательной наружные участки проволок повива, был приближен к треугольнику со скругленными углами.
Известный канат имеет высокое сцепление за счет больших промежутков между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок, оставляющих пространство для формирования прочных гребней бетона под образующей каната, большого контура обволакивания и механического зацепления в направлении ввинчивания, а также обладает повышенной относительно предыдущего рассмотренного аналога выносливостью за счет поверхностного контакта между проволоками, меньшего количества элементов периодического профиля и их расположении только на участках проволок, выходящих на наружную поверхность каната, и над пластически обжатой поверхностью, что снижает концентрацию напряжений при нанесении.
Недостатком известной конструкции каната является наличие концентраторов напряжений в виде выступов периодического профиля на всех повивочных проволоках. Данные концентраторы напряжений значительно снижают свойства армируемых конструкций при критических нагрузках. Кроме того, выполнение периодического профилирования в виде необжатых выступов над обжатой поверхностью повивочных проволок обусловливает неоднородные по длине свойства обжатых и необжатых участков поверхности. Это также формирует интенсивные растягивающие напряжения на границе между обжатыми и необжатыми участками каната, в частности - на поперечных поверхностях периодического профиля, что не позволяет обеспечить максимальную выносливость и релаксационную стойкость.
Известен способ изготовления арматурного каната по патенту RU 2431024, включающий изготовление проволок круглого сечения, свивку проволок в канат фасонного спирального сечения и пластическое обжатие каната с одновременным нанесением периодического профиля путем з деформации непосредственно в очаге свивки вдоль наружной поверхности повивочных проволок в фасонном роликовом калибре с наклонными роликами.
Недостатком известного способа является неизбежное формирование концентраторов напряжений при нанесении периодического профиля в виде необжатых выступов над обжимаемой поверхностью, что снижает выносливость изготавливаемого каната. Кроме того, при обжатии поверхности и одновременном нанесении периодического профиля одним и тем же роликом на проволоках, расположенных в двух разных слоях каната, ролик при вращении проходит разные расстояния по проволокам внутреннего и внешнего слоев, что вызывает неизбежное проскальзывание проволок относительно ролика, - поскольку при этом проволоки обоих слоев периодически удерживаются от проскальзывания относительно ролика периодическим профилем, возникают постоянные повреждения периодического профиля в виде «смазанных» и «надорванных» участков, усиливающих концентрацию напряжений. Также из-за периодически возникающего и исчезающего проскальзывания возникают перепады натяжения, препятствующие равномерной свивке каната и приводящие к быстрому износу оборудования. Другим недостатком способа является отсутствие термомеханической обработки, дополнительно повышающей эксплуатационные характеристики каната.
Задачей изобретения является разработка арматурного каната и способа его изготовления, благодаря которым канат обладает повышенной выносливостью, с уменьшенным количеством концентраторов напряжений в проволоках и при этом высоким сцеплением с бетоном как в направлении продольного перемещения, так и в направлении ввинчивания.
Указанная задача решается тем, что арматурный канат состоит из центральной проволоки и навитых вокруг нее по спирали в два концентрических слоя повивочных проволок, причем количество повивочных проволок во внутреннем слое не менее чем в полтора раза превышает количество повивочных проволок во внешнем слое, каждая повивочная проволока имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната, при этом участок поверхности каждой из повивочных проволок внутреннего слоя, выходящий на наружную поверхность каната, имеет по меньшей мере одну обжатую часть, непрерывную по всей длине указанных проволок, а участок поверхности каждой из повивочных проволок внешнего слоя, выходящий на наружную поверхность каната, имеет по меньшей мере две обжатых части, непрерывных по всей длине указанных проволок, причем каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазу между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, а на обращенных друг к другу участках поверхности смежных проволок выполнены непрерывные по длине спиральные грани.
При этом понятие «непрерывные по длине спиральные грани» означает участки поверхности центральной и повивочных проволок, расположенные на их поверхности по спирали с шагом, равным шагу свивки каната, и имеющие видимые невооруженным взглядом границы с остальной поверхностью указанных проволок, причем поперечная образующая указанных участков представляет собой прямую линию или дугу с радиусом кривизны, не менее чем вдвое превышающим радиус кривизны остальных участков поверхности.
Выполнение каната в два концентрических слоя и расположение повивочных проволок внешнего слоя со значительным расстоянием между ними, обусловленное их меньшим в сравнении с внутренним слоем количеством, формирует выраженный, но при этом плавно изменяющийся профиль поверхности каната, оставляющий промежутки для формирования массивных и прочных гребней бетона под описанной вокруг сечения каната окружностью. Наличие непрерывных по длине обжатых частей на наружной поверхности обеспечивает равномерность по длине механических свойств каната и отсутствие выраженных концентраторов напряжений. Глубокие и протяженные выступы профиля позволяют сформировать массивные гребни бетона под образующей каната, что обеспечивает высокое сцепление с бетоном в продольном направлении. Расположение повивочных проволок внешнего слоя в пазах между повивочными проволоками внутреннего слоя и наличие спиральных граней в местах контакта смежных проволок обеспечивает надежную фиксацию каждой проволоки каната в заданном положении.
При этом обжатые части поверхности повивочных проволок на наружной поверхности каната могут быть выполнены прямолинейными и имеющими общую образующую в поперечном сечении. Такое исполнение является наиболее технологичным в производстве.
Кроме того, обжатые части поверхности повивочных проволок на наружной поверхности каната могут быть выполнены выпуклыми или вогнутыми в поперечном сечении. Такое исполнение позволяет увеличить поверхность контакта арматурного каната с бетоном и тем самым повысить адгезионное и фрикционное сцепление с бетоном.
Также арматурный канат может быть выполнен таким образом, что обжатая часть поверхности по меньшей мере одной повивочной проволоки, но не более чем всех повивочных проволок только внутреннего слоя или всех повивочных проволок только внешнего слоя, имеет периодический профиль, представляющий собой фрагменты обжатой части поверхности, имеющие образующую, отличную от образующей остальной обжатой части данной поверхности.
Также арматурный канат может иметь антикоррозионное покрытие проволок, например, из материала, основным компонентом которого является цинк. Такое исполнение эффективно для применения в железобетонных конструкциях, находящихся под регулярным воздействием воды, соли, сероводорода и иных способствующих коррозии веществ. По одному из вариантов конструкции арматурный канат может быть устроен таким образом, что внутренний слой состоит из шести повивочных проволок, а внешний слой состоит из трех повивочных проволок, расположенных через равные промежутки друг от друга. В другом варианте исполнения арматурный канат может иметь во внутреннем слое шесть повивочных проволок, а во внешнем слое две повивочных проволоки.
Указанная задача решается также тем, что в способе изготовления арматурного каната последовательно изготавливают проволоки круглого сечения, свивают проволоки с помощью канатовьющей машины с вращающимся ротором в спиральный канат, таким образом, что вокруг центральной проволоки располагаются два концентрических слоя проволок, причем каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазе между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя. Также осуществляют пластическое обжатие свиваемого, полностью свитого или частично свитого каната путем деформации вдоль наружной поверхности повивочных проволок по меньшей мере в одном роликовом калибре с наклонными роликами, при этом роликовый калибр вращают относительно оси каната синхронно с вращением ротора канатовьющей машины. Далее обжатый канат подвергают термомеханической обработке. При этом термомеханическая обработка каната может включать в себя натяжение каната на 50-80% от усилия разрыва, его нагрев и охлаждение в натянутом состоянии.
Благодаря такому способу изготовления обеспечивается равномерное по длине пластическое обжатие каната, так как каждая взаимодействующая с роликами калибра или последовательных калибров повивочная проволока каната постоянно обжимается одними и теми же роликами, вращающимися совместно с ней относительно оси каната и благодаря этому сохраняющими неизменное угловое и радиальное положение относительно деформируемой проволоки, что обеспечивает со стороны роликов постоянную по величине и направлению приложения нагрузку на каждую проволоку. При этом на наружной поверхности каната формируется непрерывная по длине повивочной проволоки обжатая часть. Соответственно, проволоки, непосредственно взаимодействующие с роликами, воздействуют на другие проволоки также с постоянным по величине и направлению усилием, формируя непрерывные и постоянные по величине спиральные грани на собственной поверхности и поверхности взаимодействующих проволок, включая центральную. При этом непрерывность обжатия обеспечивает равномерность свойств по длине каждой из проволок, а также отсутствие выраженных концентраторов напряжений.
Кроме того, способ изготовления арматурного каната на этапе пластического обжатия в роликовом калибре может включать в себя формирование периодического профиля, представляющего собой отдельные участки обжатой части наружной поверхности каната. Такой вариант способа изготовления каната позволяет обеспечить максимально высокие характеристики его сцепления с бетоном.
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». Кроме того, пластическое обжатие могут осуществлять в два этапа - обжимать частично свитый канат после укладки внутреннего слоя повивочных проволок, затем укладывать внешний слой повивочных проволок и обжимать канат в целом.
Также могут изготавливать канат из проволок с антикоррозионным покрытием, например - на основе цинка.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 схематично изображен внешний вид арматурного каната конструкции 1+6+3; на фиг. 2 схематично изображен внешний вид и взаимное расположение повивочных проволок внутреннего слоя каната конструкции 1+6+3;
на фиг. 3 схематично изображен внешний вид и взаимное расположение центральной проволоки и повивочных проволок внешнего слоя каната конструкции 1+6+3;
на фиг. 4 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+6+3;
на фиг. 5 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+6+3 с периодическим профилем в виде впадин на обжатых частях наружной поверхности повивочных проволок внутреннего слоя;
на фиг. 6 схематично изображен внешний вид арматурного каната конструкции 1+6+3 с периодическим профилем в виде обжатых выступов на обжатых частях наружной поверхности повивочных проволок внутреннего слоя;
на фиг. 7 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+6+3 с антикоррозионным покрытием поверхности (без соблюдения масштаба);
на фиг. 8 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната конструкции 1+6+2;
Арматурный канат согласно одному из вариантов осуществления изобретения представлен на фиг. 1 - 4. По оси каната расположена прямолинейная центральная проволока 1 (фиг. 1, 3, 4), вокруг которой по винтовой линии расположены шесть повивочных проволок 2 внутреннего слоя (фиг. 1 , 2, 4), плотно прилегающих друг к другу и к центральной проволоке 1. В пазах 3 (фиг. 2) между повивочными проволоками 2 внутреннего слоя расположены три повивочные проволоки 4 внешнего слоя (фиг. 1, 3,4), плотно прилегающие к повивочным проволокам 2 внутреннего слоя. Участки поверхности повивочных проволок 2 внутреннего слоя, контактирующие с поверхностью центральной проволоки 1, смежных повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя, а также участки поверхности повивочных проволок 4 внешнего слоя и центральной проволоки 1, контактирующие с поверхностью повивочных проволок 2 внутреннего слоя, выполнены в форме спиральных граней 5 (фиг. 2, 3, 4), представляющих собой участки поверхности указанных проволок, представляющие собой в поперечном сечении прямые линии и имеющие видимые невооруженным взглядом границы с остальной поверхностью указанных проволок. На участках повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя, выходящих на наружную поверхность каната, имеются непрерывные обжатые части 6 (фиг. 1, 3, 4), при этом на каждой повивочной проволоке 2 внутреннего слоя имеется одна обжатая часть 6, а на каждой повивочной проволоке 4 внешнего слоя имеются две обжатые части 6. В изображенном частном случае исполнения две повивочные проволоки 4 внешнего слоя и расположенные между ними две повивочные проволоки 2 внутреннего слоя имеют обжатые части с общей образующей 7 (фиг. 4), имеющей вид прямой линии.
На фиг. 5 изображен вариант выполнения арматурного каната конструкции 1+6+3, согласно которому на поверхности повивочных проволок 2 внутреннего слоя нанесен периодический профиль 8 в виде впадин под образующей обжатой части 6.
На фиг. 6 изображен вариант выполнения арматурного каната конструкции 1+6+3, согласно которому на поверхности повивочных проволок 2 внутреннего слоя нанесен периодический профиль 8 в виде обжатых выступов над образующей обжатой части 6.
На фиг. 7 представлен вариант выполнения арматурного каната конструкции 1+6+3 с антикоррозионным покрытием 9 в виде слоя цинка на ю поверхности центральной проволоки 1, повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя.
На фиг. 8 представлен вариант выполнения каната конструкции 1+6+2. По оси каната расположена прямолинейная центральная проволока 1, вокруг которой по винтовой линии расположены шесть повивочных проволок 2 внутреннего слоя, плотно прилегающих друг к другу и к центральной проволоке 1, а также две повивочные проволоки 4 внешнего слоя, плотно прилегающие к повивочным проволокам 2 внутреннего слоя. Обжатые части 6 повивочных проволок 2 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя имеют общую образующую 7, выполненную в виде прямой линии, при этом на каждой повивочной проволоке 2 внутреннего слоя, непосредственно примыкающей к повивочной проволоке 4 внешнего слоя, имеется одна обжатая часть 6, а на каждой из повивочных проволок 4 внешнего слоя и на каждой из двух повивочных проволок 2 внутреннего слоя, не примыкающих к какой-либо из повивочных проволок 4 внешнего слоя, имеются две обжатые части 6.
Описанное конструктивное выполнение арматурного каната позволяет обеспечить выносливость, максимальную для заданных свойств металла проволоки-заготовки, за счет равномерных и низких остаточных напряжений в наружной поверхности, в том числе на профилированных участках.
Изготавливают арматурный канат следующим образом.
Предварительно изготавливают проволоки 1 , 2 и 4 круглого сечения. При изготовлении проволоки могут быть покрыты антикоррозионным покрытием, например, на основе цинка. Далее проволоки свивают между собой в канат с помощью любой известной канатовьющей машины, например, бугельного типа. Непосредственно в очаге свивки каната его подвергают обжатию в роликовом калибре с наклонными роликами, вращающемся совместно с ротором канатовьющей машины. В результате обжатия проволоки плотно прижимаются друг к другу и деформируются, при этом на контактирующих поверхностях центральной проволоки 1, а также повивочных проволок 2 и 4 внутреннего и внешнего слоев формируются спиральные грани 5, а на поверхности каната в местах взаимодействия повивочных проволок 2 и 4 с роликами калибра формируются непрерывные обжатые части 6. Одновременно с обжатием каната на наружный участок повивочных проволок 2 внутреннего слоя, либо повивочных проволок 2 и 4 внутреннего и внешнего слоев, может быть нанесен периодический профиль 8 в виде обжатых выступов над образующей обжатой части 6.
Далее сформированный канат натягивают до усилия, составляющего 50- 80% 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 под натяжением, осуществляют его нагрев до температуры 370 - 430 градусов посредством индуктора, после чего осуществляют принудительное охлаждение натянутого каната также в промежутке между первым и вторым кабестанами.
По завершении охлаждения канат проходит через второй кабестан и поступает на катушку-накопитель. 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.

Claims

Формула изобретения
1. Арматурный канат с повышенным сцеплением, состоящий из центральной проволоки и расположенных вокруг нее по спирали в два концентрических слоя повивочных проволок, причем количество повивочных проволок во внутреннем слое не менее чем в полтора раза превышает количество повивочных проволок во внешнем слое, каждая повивочная проволока имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната, при этом участок поверхности каждой из повивочных проволок внутреннего слоя, выходящий на наружную поверхность каната, имеет по меньшей мере одну обжатую часть, непрерывную по всей длине указанных проволок, а участок поверхности каждой из повивочных проволок внешнего слоя, выходящий на наружную поверхность каната, имеет по меньшей мере две обжатых части, непрерывных по всей длине указанных проволок, причем каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазу между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, а на обращенных друг к другу участках поверхности смежных проволок выполнены непрерывные по длине спиральные грани.
2. Арматурный канат по п.1, в котором обжатые части поверхности повивочных проволок на наружной поверхности каната выполнены прямолинейными и имеющими общую образующую в поперечном сечении.
3. Арматурный канат по п.1, в котором обжатые части поверхности повивочных проволок на наружной поверхности каната выполнены выпуклыми или вогнутыми в поперечном сечении.
4. Арматурный канат по любому из п.п. 1 - 3, в котором обжатая часть поверхности по меньшей мере одной повивочной проволоки, но не более чем всех повивочных проволок только внутреннего слоя или всех повивочных проволок только внешнего слоя, имеет периодический профиль, представляющий собой фрагменты обжатой части поверхности, имеющие образующую, отличную от образующей остальной обжатой части данной поверхности.
5. Арматурный канат по п. 1, в котором проволоки имеют антикоррозионное покрытие.
6. Арматурный канат по п. 5, в котором основным компонентом антикоррозионного покрытия является цинк.
7. Арматурный канат по п. 1, в котором внутренний слой состоит из 6 повивочных проволок, а внешний слой состоит из 3 повивочных проволок.
8. Арматурный канат по п. 1, в котором внутренний слой состоит из 6 повивочных проволок, а внешний слой состоит из 2 повивочных проволок.
9. Способ изготовления арматурного каната, включающий в себя этапы, на которых изготавливают проволоки круглого сечения, свивают проволоки с помощью канатовьющей машины с вращающимся ротором в спиральный канат таким образом, что вокруг центральной проволоки располагаются два концентрических слоя повивочных проволок, причем каждая повивочная проволока имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната, а каждая повивочная проволока внешнего слоя расположена в пазу между двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, осуществляют пластическое обжатие свитого каната путем деформации повивочных проволок вдоль их наружной поверхности в по меньшей мере- одном роликовом калибре с наклонными роликами, при этом роликовый калибр вращают относительно оси каната синхронно с вращением ротора канатовьющей машины, и подвергают обжатый канат термомеханической обработке.
10. Способ по п. 9, в котором термомеханическая обработка каната включает в себя натяжение каната на 50-80% от усилия разрыва, его нагрев и охлаждение в натянутом состоянии.
11. Способ по п. 9, в котором этап пластического обжатия каната в роликовом калибре включает в себя формирование периодического профиля на наружной поверхности каната.
12. Способ по п. 9, в котором пластическое обжатие каната осуществляют непосредственно в очаге свивки.
13. Способ по п. 9, в котором пластическое обжатие каната производят после свивки.
14. Способ по п. 9, в котором поверхность проволоки в процессе ее изготовления покрывают антикоррозионным покрытием.
15. Способ по п. 14, в котором основным компонентом антикоррозионного покрытия является цинк.
PCT/RU2015/000434 2014-08-05 2015-07-10 Арматурный канат с повышенным сцеплением и способ его изготовления WO2016022042A2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014132338 2014-08-05
RU2014132338A RU2014132338A (ru) 2014-08-05 2014-08-05 Арматурный канат с повышенным сцеплением и способ его изготовления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2016022042A2 true WO2016022042A2 (ru) 2016-02-11
WO2016022042A3 WO2016022042A3 (ru) 2016-04-14

Family

ID=55264740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000434 WO2016022042A2 (ru) 2014-08-05 2015-07-10 Арматурный канат с повышенным сцеплением и способ его изготовления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2014132338A (ru)
WO (1) WO2016022042A2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU170526U1 (ru) * 2016-11-25 2017-04-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" Арматурный канат
RU2732564C2 (ru) * 2017-04-17 2020-09-21 Лев Маркович Зарецкий Арматурный канат открытой конструкции с полимерным покрытием
EP3760805A4 (en) * 2018-03-01 2021-10-13 Aktsionernoye Obshchestvo "Armastil Tekhnolodzhiz" REINFORCEMENT CABLE WITH INCREASED CONNECTION DEGREE

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU831822A1 (ru) * 1979-09-17 1981-05-23 Белорецкий Ордена Трудовогокрасного Знамени Металлургическийкомбинат Им. M.И.Калинина Способ изготовлени оцинкованнойпРОВОлОКи
RU2245407C1 (ru) * 2003-09-15 2005-01-27 Харлов Николай Михайлович Способ изготовления канатов и устройство для его осуществления
RU2256755C1 (ru) * 2003-10-27 2005-07-20 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова Способ изготовления арматурного каната
RU2431024C2 (ru) * 2009-12-07 2011-10-10 Лев Маркович Зарецкий Арматурный канат и способ его изготовления
EP2511442A1 (en) * 2009-12-07 2012-10-17 Armon Limited Reinforcement cable
RU2012134484A (ru) * 2012-08-10 2014-02-20 Юрий Анатольевич Дрёмин Арматурный канат и способ его изготовления
RU2012134485A (ru) * 2012-08-10 2014-02-20 Юрий Анатольевич Дрёмин Арматурный канат и способ его изготовления

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU170526U1 (ru) * 2016-11-25 2017-04-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" Арматурный канат
RU2732564C2 (ru) * 2017-04-17 2020-09-21 Лев Маркович Зарецкий Арматурный канат открытой конструкции с полимерным покрытием
EP3760805A4 (en) * 2018-03-01 2021-10-13 Aktsionernoye Obshchestvo "Armastil Tekhnolodzhiz" REINFORCEMENT CABLE WITH INCREASED CONNECTION DEGREE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014132338A (ru) 2016-02-20
WO2016022042A3 (ru) 2016-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2543400C1 (ru) Арматурный канат и способ его изготовления
JP3598125B2 (ja) スチールコード
JP5378231B2 (ja) エラストマー補強用の単撚り鋼コード
WO2006043311A1 (ja) 高強度繊維複合材からなるケーブル
WO2016022042A2 (ru) Арматурный канат с повышенным сцеплением и способ его изготовления
US8677725B2 (en) Reinforcement cable
KR102653649B1 (ko) 폴리머 물품의 보강을 위한 보강 스트랜드
EP3009560B1 (en) Method of manufacturing a steel cord for a tire reinforcement
JP2013513038A5 (ru)
RU2431024C2 (ru) Арматурный канат и способ его изготовления
WO2019168424A1 (ru) Арматурный канат с повышенным сцеплением
RU2626327C2 (ru) Способ изготовления канатов закрытой конструкции
JP2007191815A (ja) スチールコードおよび自動車用タイヤ
RU186798U1 (ru) Канат-троллей
JP4362484B2 (ja) 高強度繊維複合材ケーブル
RU2740988C1 (ru) Канат стальной восьмипрядный
RU2732564C2 (ru) Арматурный канат открытой конструкции с полимерным покрытием
GB2517404A (en) Pressure resistant strands
RU177981U1 (ru) Канат для армирования железобетонных конструкций
RU2256755C1 (ru) Способ изготовления арматурного каната
RU2692267C1 (ru) Способ получения каната для обслуживания скважин
RU187929U1 (ru) Канат-троллей
RU2730136C1 (ru) Арматурный канат (варианты) и способ его изготовления
RU2008148766A (ru) Арматурный канат и способ его изготовления
RU2137869C1 (ru) Металлокорд и способ его получения, металлокордовая ткань и устройство для деформирования усиливающего элемента металлокорда

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15830427

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15830427

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2