АРМАТУРНЫЙ ПРОФИЛЬ

Полезная модель относится к строительству и к производству строительных материалов, в частности, к арматурным профилям, применяемым для армирования стеновых панелей, монолитных бетонных и сборных конструкций, дорожных плит, а также для армирования грунтов.
В уровне техники широко известны арматурные профили, предназначенные для армирования бетонных, каменных и других конструкций и изделий, представляющие собой стержни из высокопрочных материалов. Наибольшее распространение получили арматурные профили из высокопрочной стали, однако в настоящее время все чаще применяются профили из пластических масс и из композиционных материалов на основе полимерного связующего и высокопрочных минеральных волокон. [1, 2, 3].
Формование арматурных профилей из композиционных материалов в большинстве случаев осуществляется методом пултрузии, позволяющим получать качественные профили практически неограниченной длины[4, 5].
Упрочнение и повышение несущей способности армируемых изделий и сооружений зависит как от прочностных характеристик самих арматурных профилей, так и от их сцепления с армируемым материалом (бетоном), при этом сцепление состоит из трех составляющих: фрикционное сцепление, адгезионное сцепление и механическое сцепление, из которых наиболее действенными являются механическое и адгезионное.
Известны методы повышения механического сцепления арматурных профилей путем образования на их наружной поверхности периодических выступов и впадин, спиральной навивки на нее волоконных жгутов, а также локального изменения толщины стержней для образования анкерных зацепов. [2, 3,4].
Предназначенные для восприятия в основном растягивающих усилий арматурные профили из композиционных материалов могут выполняться с существенно меньшей площадью поперечного сечения, чем стальные, поскольку имеют гораздо более высокую несущую способность. Это позволяет снизить их стоимость и массу, но и ведет к снижению их сцепления с армируемым материалом, т.к. при снижении размеров (диаметра) арматурных профилей снижается и площадь их наружной поверхности, а следовательно и силы адгезионного сцепления, к тому же ограничиваются возможности использования приемов повышения механического сцепления, т.к. при малых диаметрах арматурных профилей локальные изменения их толщины могут привести к снижению их прочности из-за изгибов и разрывов образующих их продольных волокон.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является арматурный профиль, содержащий несущий стержень из высокопрочного композиционного материала, выполненный полым (трубчатым) [6].
Выполнение арматурного профиля полым при сохранении его прочности (количества продольных волокон в его поперечном сечении) приводит к увеличению наружной контактной поверхности и сил адгезионного сцепления. Однако диапозон диаметров внутренних каналов стержней ограничен, т.к. при их маленьких диаметрах возникают технологические трудности формования профилей и снижение их качества, а при увеличении диаметра внутреннего канала происходит утонение стенки несущей части стержня, приводящее к потере его жесткости.
Технический результат, который может быть достигнут при реализации полезной модели, заключается в возможности повышения сцепления арматурного профиля с армируемым материалом при сохранении качества и несущей способности профиля.
Для достижения указанного технического результата в арматурном профиле, содержащем трубчатый стержень из композиционного материала на основе полимерного связующего, армированного однонаправленными высокопрочными волокнами, предлагается выполнить стержень с установленным в его канале аксиальным трубчатым сердечником, вокруг которого сформирован несущий слой стержня из равномерно распределенных волокон, пропитанных связующим.
Несущий слой трубчатого стержня может быть выполнен на основе эпоксидного или полиуретанового связующего, армированного базальтовым волокном, а трубчатый сердечник может быть выполнен из полипропилена или из полиамидов.
Возможное конструктивное выполнение полезной модели представлено на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 показан продольный разрез арматурного профиля.
На фиг.2 - его поперечное сечение.
Арматурный профиль выполнен в виде трубчатого стержня 1, несущий наружный слой 2 которого выполнен из композиционного материала на основе эпоксидного или полиуретанового связующего, армированного однонаправленными (продольными) волокнами 3, например, базальтовыми.
Под несущим слоем 2 расположен связанный с ним трубчатый сердечник 4, который может быть выполнен из недорогого материала, способного сохранять свою форму и целостность в процессе формования стержня 1, например, из полипропилена.
Формование стержня 1 на сердечнике 4 может осуществляться методом пултрузии [4] путем равномерного распределения вокруг сердечника 4 необходимого из условия обеспечения заданной прочности количества пропитанных связующим волокон 3 перед формующей фильерой, или методом нидлтрузии [6].
При одном и том же, необходимом из условия обеспечения несущей способности, количестве волоконного материала и связующего стержень 1 с сердечником 4 будет иметь больший наружный диаметр и площадь наружной поверхности, чем без сердечника, а следовательно и выше адгезионное сцепление с армируемым материалом (бетоном), при этом наличие трубчатого сердечника 4 позволяет повысить качество формования арматурных профилей малого диаметра и повысить жесткость профилей при уменьшении толщины их несущего слоя 2.
Источники информации:
[1]. RU, 4316, Е04С 5/00, 1996.
[2]. US, 6112491, E04B 2/30, 2000.
[3]. RU, 82244, Е04С 5/07, 2008.
[4]. US, 5876553, B32B 31/00, 1999.
[5]. RU, 2324797, Е04С 5/07, 2006.
[6]. RU, 83526, Е04С 5/07, 2009, (прототип).