АРМАТУРНАЯ СЕТКА ИЗ БАЗАЛЬТОВОГО ВОЛОКНА

Полезная модель относится к строительству, а именно, к плоским рулонным материалам с сетчатой структурой, которые могут быть использованы для армирования бетона при торкретировании поверхности степ, внутреннего ограждения кровли горных выработок различного назначения, для армирования дорожного полотна, а также для промышленного и гражданского строительства при кладочном и связевом армировании различных стеновых конструкций с использованием различных материалов.
Известна сетка для дорожного покрытия (RU 2540178, кл. E01C 3/04, 2015), выполненная в виде плоского материала ячеистой структуры, с ячейками прямоугольной или квадратной формы, пропитанного синтетическими сополимерами. Материал образован путем наложения двух взаимно пересекающихся систем из синтетических или базальтовых нитей основы и утка со скреплением места их пересечения с помощью прошивных нитей или проклеиванием. По основе через расстояние больше ширины ячейки, но менее ширины протектора шины транспортного средства проложены армирующие нити с линейной плотностью, повышенной в 1,2-5,0 раз, по сравнению с линейной плотностью остальных нитей основы.
Недостатком известной сетки является узкое ее применение, исключительно для укрепления грунта при строительстве дорог за счет разработки специальной усиленной системы переплетения нитей основы и утка только в области прохождения шин автомобилей, в основном в продольном направлении, что значительно влияет на сложность ее изготовления, на цену и узкое применение.
Задачей полезной модели является разработка многофункциональной арматурной сетки с равномерными высокими физико-механическими характеристиками в продольном и поперечном направлениях.
Техническим результатом полезной модели является упрощение производства арматурной сетки и повышение ее физико-механических характеристик.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что арматурная сетка из базальтового волокна выполнена в виде плоского рулонного материала ячеистой структуры, образована путем наложения взаимно пересекающихся основы и утка со скреплением места их пересечения с помощью прошивных нитей и обработана пропитсоставом. Согласно полезной модели основа и уток выполнены из ровинга, состоящего из непрерывных волокон диаметром элементарного волокна от 6 до 21 мкм, длиной от 40 до 60 км, шириной от 1,5 до 5,0 мм с линейной плотностью от 300 до 4800 tex, а прошивная нить проложена швом типа вязки - трико с высотой петли от 3 до 8 мм.
Ячейки прямоугольной или квадратной формы выполнены с шагом, кратным 4,23 мм и размером от 4,23 до 100 мм.
Основа выполнена составной, путем скрепления между собой пропитсоставом и прошивной нитью, включающей от 1 до 12 ровингов, а уток - наборным, состоящим от 1 до 12 ровингов, расположенных друг от друга на расстоянии, равным его ширине.
Пропитсостав арматурной сетки составляет от 8 до 60% от массы базальтового волокна по сухому остатку, пронизывает весь объем базальтового волокна и образует на сетке покровный верхний слой, при этом пропитсоставы включают или водные дисперсии полимеров, или ПВХ пластизоль, или водные дисперсии битумов.
2
Масса арматурной сетки на единицу площади составляет от 20 до 5000 г/м, при этом разрывная нагрузка в продольном и в поперечном направлении составляет от 20 до 800 кН/м, а удлинение при разрыве в продольном и в поперечном направлении составляет не более 4%.
Выполнение базальтового волокна в виде ровинга из непрерывных волокон диаметром элементарного волокна от 6 до 21 мкм, длиной 40-60 км обеспечивает высокие физико-механические характеристики арматурной сетки, при этом толщина элементарного волокна 6 мкм является минимальной, меньше которой ее выполнение будет затруднено и нецелесообразным, а увеличение толщины элементарного волокна более 21 мкм приведет к его разрыхлению и снижению разрывной нагрузки по основе и утку.
Использование непрерывных базальтовых волокон, длиной 40-60 км обеспечивает непрерывный процесс производства, что упрощает и удешевляет в конечном итоге производство сеток.
Выбор заявленного диапазона ширины ровинга от 1,5 до 5,0 мм зависит от конкретного назначения арматурной сетки и требованиям ее к допускаемой нагрузке, при этом если ширина ровинга будет меньше 1,5 мм, то сетка не будет отвечать высоким физико-механическим характеристикам, а увеличение ширины ровинга свыше 5,0 мм не позволит шву типа вязки -трико охватить всю его ширину и возникнут непрошитые рыхлые участки, что снизит прочность сетки при ее эксплуатации.
Выполнение основы составной, путем скрепления между собой пропитсоставом и прошивной нитью, в количестве от 1 до 12 ровингов, позволяет упрочнить сетку по длине, а выполнение утка наборным, состоящим от 1 до 12 ровингов, расположенных друг от друга на расстоянии, равным его ширине, позволяет упрочнить сетку в поперечном направлении. Кроме того, выполнение основы и утка, состоящих из нескольких ровингов повышает контакт сетки с материалом, в который сетку укладывают, за счет ее увеличенной площади и уменьшенной площади пустот, что в конечном итоге повышает характеристики строительных изделий для которых заявленная сетка изготовляется.
Выполнение базальтового ровинга с линейной плотностью от 300 до 4800 tex обеспечивает высокие физико-механические характеристики сетки, при этом при уменьшении плотности меньше 300 tex снижаются разрывные нагрузки, а повышение линейной плотности свыше 4800 tex - нецелесообразно.
Использование шва типа вязки - трико с высотой петли от 3 до 8 мм, позволяет арматурной сетки быть гибкой и крепче становятся узловые соединения. При уменьшении высоты петли меньше 3 мм увеличивается расход прошивной нити, что экономически не выгодно, а при увеличении петли шва выше 8 мм узловое соединение становятся слабыми.
Выполнение ячейки арматурной сетки с шагом, кратным 4,23 мм и размером ячеек - от 4,23 до 100 мм выбрано из-за целесообразности ее использования для разных, назначений.
Нанесение пропитсостава в количестве от 8 до 60% от массы базальта по сухому остатку обусловлено тем, что в зависимости от вида пропитки, которую выбирают в соответствии с назначением использования арматурной сетки, она варьируется в выбранном диапазоне. Это количество также зависит и от вида пропитки. При этом снижение пропитки менее 8% от массы базальта по сухому остатку не обеспечит достаточной обработки, что снизит физико-механические характеристики, а также станут слабее узловые соединения, а увеличение пропитки свыше 60% необоснованно увеличит вес сетки, снизит ее гибкость.
Использование в качестве пропитсостава водные дисперсии полимеров, таких как акриловые дисперсии, позволяет применять сетки при армировании бетона при торкретировании, для промышленного и гражданского строительства при кладочном и связевом армировании различных стеновых конструкций с использованием различных материалов. ПВХ пластизоль применяют в тех случаях, когда нужно обеспечить мягкость сетки, гибкость, например, при укладке в грунт во время строительства дорожной одежды или при укреплении откосов, а так же в случаях, когда помимо мягкости и гибкости необходимо обеспечить негорючесть материала, например, при использовании сетки в горных выработках различного назначения. Водные дисперсии битумов применяют для лучшей адгезии сетки с асфальтобетоном при армировании дорожной одежды.
2
Выполнение арматурной сетки с массой на единицу площади от 20 до 5000 гр/м, обеспечивает ее легкость, разрывная нагрузка в продольном и в поперечном направлении составляет от 20 до 800 кН/м, а удлинение при разрыве в продольном и в поперечном направлении не более 4% обеспечивает равномерность распределения физико-механических характеристик арматурной сетки, что значительно упрощает работу с ней, уменьшает ее потери, при раскрое для разных видов работ.
Арматурная сетка из базальтового волокна иллюстрируется чертежом, где на фигуре представлен общий вид арматурной сетки.
Арматурная сетка из базальтового волокна выполнена в виде плоского рулонного материала ячеистой структуры. Сетка образована путем наложения взаимно пересекающихся основы 1 и утка 2 со скреплением их в месте пересечения с помощью прошивных нитей 3 и обработана пропитсоставом, который составляет от 8 до 60% от массы базальтового волокна 4 по сухому остатку, пронизывает весь объем базальтового волокна 4 и образует па сетке покровный верхний слой 5. Пропитсоставы включают или водные дисперсии полимеров, или ПВХ пластизоль, или водные дисперсии битумов. Основа 1 и уток 2 выполнены из ровинга, шириной от],5 до 5,0 мм и состоят из непрерывных волокон 4 диаметром элементарного волокна от 6 до 21 мкм, длиной от 40 до 60 км, с линейной плотностью от 300 до 4800 tex. Прошивная нить 3 проложена швом типа вязки - трико с высотой петли от 3 до 8 мм.
Ячейки сетки выполнены прямоугольной или квадратной формы выполнены с шагом, кратным 4,23 мм и размером от 4,23 до 100 мм.
Основа 1 выполнена составной из 1-12 ровингов, путем скрепления между собой пропитсоставом и прошивной нитью 3. Уток 2 выполнен наборным, состоящим от 1 до 12 ровингов, расположенных друг от друга на расстоянии, равным его ширине.
2
Масса арматурной сетки на единицу площади составляет от 20 до 5000 г/м, при этом разрывная нагрузка в продольном и в поперечном направлении составляет от 20 до 800 кН/м, а удлинение при разрыве в продольном и в поперечном направлении составляет не более 4%.
Пропитсоставы применяются в зависимости от области использования базальтовой сетки. Наиболее часто используемые - водные дисперсии полимеров, битумные, ПВХ пластизоль. Применяемые пропитсоставы позволяют модифицировать поверхность сетки, придавая ей требуемые свойства. Основные характеристики - высокая устойчивость в разнообразных условиях эксплуатации. Дополнительные свойства - пожаростойкость, прочность к механическому истиранию, стойкость к воздействию щелочей, стойкость к бактериальному поражению, эластичность покрытия, придание антистатических свойств.
Связанная и прошитая базальтовая сетка опускается в ванну с пропиткой, отжимается валками и направляется в сушильную камеру. Температура полимеризации составляет для водных дисперсий полимеров, в том числе из водной эмульсии битума - от 100°С до 220°С, для ПВХ пластизоля от 120°С до 170°С.
Базальтовая сетка имеет следующие физико-механические характеристики:
Изделия из базальтового композита по прочности сравнимы с изделиями из стали, при этом а 4 раза легче, они не подвержены разрушению в агрессивных средах, не разрушаются при +1000°С и остаются эластичным при отрицательных температурах.
Арматурная сетка из базальтового волокна за счет своих высоких физико-механических характеристик, а также равномерности характеристик в продольном и поперечном направлениях может использоваться:
- для армирования горизонтальных швов кладки стен, возводимых, в том числе, в сейсмоопасных регионах РФ с целью повышения несущей способности кладки;
- для армирования кладки из крупноформатного керамического камня пустотностью более 30% для исключения попадания раствора в швы кладки и обеспечения нормативного уровня теплопроводности стен;
- для использования в качестве связей в многослойной кладке при соединении слоев облицовки из кирпича с основным внутренним слоем стен из крупноформатных камней, ячеистобетонных блоков и керамическою кирпича;
- для армирования стяжек пола в различных климатических условиях РФ;
- для армирования штукатурного слоя стен из различных кладочных материалов;
- для повышения сейсмостойкости ненесущих стен, в том числе перегородок, при строительстве зданий различной этажностью в сейсмоопасных районах РФ.
В настоящее время полезная модель арматурная сечка из базальтового волокна испытана и готовится ее серийное производство для использования в строительстве.