АРМАТУРА КОМПОЗИТНАЯ

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.
Известна арматура стеклопластиковая по патенту 2194135 (опубл. 2002.12.10), содержащая несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, которые выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом.
Недостатком данной арматуры является низкая степень сцепления с бетоном.
Предлагаемой полезной моделью решается задача создания композитной арматуры с повышенным сцеплением с бетоном.
Для достижения указанного технического результата в арматуре композитной, содержащей несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку, несущий стержень выполнен полым, причем площадь отверстия в несущем стержне не превышает величины 85% от расчетной площади арматуры; отверстие может быть выполнено квадратным, шестигранным, круглым или треугольным.
Отличительными признаками предлагаемой арматуры композитной от указанной выше известной наиболее близкой к ней, является то, что арматурный несущий стержень выполнен полым, причем площадь отверстия в несущем стержне не превышает величины 85% от расчетной
площади арматуры, а отверстие может быть выполнено квадратным, шестигранным, круглым или треугольным.
Благодаря наличию этих признаков создан новый вид композитной арматуры, имеющий повышенные анкерующие свойства за счет увеличения поверхности сцепления со связующей средой.
Предлагаемая арматура композитная иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5.
На фиг.1 показана полая арматура композитная.
На фиг.2 показан вариант выполнения арматуры композитной (сечение) с отверстием в виде квадрата;
На фиг.3 показан вариант выполнения арматуры композитной (сечение) с отверстием в виде шестигранника
На фиг.4 показан вариант выполнения арматуры композитной (сечение) с отверстием в виде круга
На фиг.5 показан вариант выполнения арматуры композитной (сечение) с отверстием в виде треугольника.
Арматура композитная содержит несущий стержень 1 (фиг.1), на котором расположены обмотки 2. Внутри стержня 1 имеется сквозное отверстие 3.
В сечении сквозное отверстие может быть выполнено в виде квадрата 4 (фиг.2), шестигранника 5 (фиг.3), круга 6 (фиг.4), треугольника 7 (фиг.5).
отв
расч
pacч.
Арматура имеет наружный диаметр D и диаметр отверстия d. Параметры арматуры рассчитываются исходя из расчетной площади F, определяемой по расчетному диаметру D, под которым понимается сечение стержня под спиральной обмоткой.
Несущий стержень 1 и обмотка 2 могут быть выполнены из стеклянных, базальтовых и прочих волокон, пропитанных термореактивным полимерным связующим.
Арматуру композитную изготавливают методом «нидлтрузии» путем протягивания волокон несущего стержня через раздельные каналы с последующей обмоткой намоточным жгутом. Волокна равномерно распределены по каналам и пропитаны термореактивным компаундом на основе эпоксидной смолы. Профиль сквозного отверстия в стержне арматуры обеспечивается оправкой, геометрические размеры которой определяют форму и размер отверстия. После отверждения полученный стержень разрезают на отрезки необходимой длины.
Были проведены испытания по определению сцепления с бетоном композитной базальтопластиковой арматуры диаметров 6, 8, 10, 12 мм (обозначение АНБ6, АНБ 8, АНБ 10, АНБ 12) при различных размерах сквозного отверстия в несущем стержне арматуры.
Величина сцепления (анкеровки) определялась по усилиям выдергивания арматуры композитной из цементных отливок марки M100 при длине заделки 100 мм.
В таблице приведены следующие данные:
2
2
отв
- S, (см/см) - удельное значение суммарной площади поверхности арматуры по диаметрам D и d в квадратных сантиметрах (см) на единицу длины арматуры.
- А, (н/см) - удельное значение усилий выдергивания арматуры в ньютонах (н) на единицу длины арматуры в сантиметрах (см).
отв
расч
- F/F×100% - удельная величина внутренней полости арматуры в процентах.
В первом варианте исполнения в качестве арматуры композитной взята арматура марки АНБ 8 (прототип). В данной арматуре внутреннее сквозное отверстие отсутствует.
Во втором варианте исполнения в базальтопластиковой арматуре АНБ 6 выполнены сквозные отверстия в диапазоне диаметров 0,5-4,7 мм.
В третьем варианте исполнения в базальтопластиковой арматуре АНБ 8 выполнены сквозные отверстия в диапазоне диаметров 1,0-6,2 мм.
В четвертом варианте исполнения в базальтопластиковой арматуре АНБ 10 выполнены сквозные отверстия в диапазоне диаметров 2,0-8,0 мм.
В пятом варианте исполнения в базальтопластиковой арматуре АНБ 12 выполнены сквозные отверстия в диапазоне диаметров 3,0-10,0 мм
Результаты испытаний сведены в таблицу.
Как видно из таблицы, за счет образования дополнительной поверхности контакта со связующей средой внутренней полости в несущем стержне, увеличивается удельное усилие выдергивания на всех испытанных типоразмерах арматуры.
oтв
Максимальная и минимальная величина диаметров отверстий ограничивается из соображений целесообразности. Так например, образование в несущем стержне отверстий малого диаметра (АНБ 6, d=0,5 мм) нецелесообразно ввиду частых поломок технологической оправки, а образование в несущем стержне отверстий больших диаметров ограничено утонением стенки арматуры, что при испытаниях приводит к поломке арматуры.
Предлагаемая конструкция композитной арматуры за счет создания сквозного отверстия различных форм позволяет повысить сцепление со связующей средой, а также удешевляет стоимость арматуры.
Таблица
№п/п
Типоразмер арматуры
d<sub>отв</sub>, мм
S, см<sup>2</sup>/см
F<sub>oтв</sub>/F<sub>pacч</sub>×100%
А, н/см
1
АНБ8 (прототип)
-
2,0
-
620
2
АНБ 6
0,5
1,7
1,0
*
АНБ 6
1,0
1,8
4,0
580
АНБ 6
2,0
2,2
16,0
580
АНБ 6
3,0
2,5
36,0
590
АНБ 6
4,0
2,8
64,0
590
АНБ 6
4,5
3,0
81,1
630
АНБ 6
4,7
3,1
88,5
**
3
АНБ 8
1,0
2,3
2,3
620
АНБ 8
2,0
2,6
9,4
630
АНБ 8
3,0
2,9
21,0
640
АНБ 8
4,0
3,2
38,0
670
АНБ 8
5,0
3,5
59,0
700
АНБ 8
6,0
3,8
85,0
720
АНБ 8
6,2
3,9
89,6
**
4
АНБ 10
2,0
3,3
5,5
680
АНБ 10
3,0
3,6
12,4
680
АНБ 10
5,0
4,2
34,6
710
АНБ 10
6,0
4,5
49,8
720
АНБ 10
7,0
4,9
67,8
740
АНБ 10
8,0
5,2
88,6
**
5
АНБ 12
3,0
4,2
8,4
720
АНБ 12
5,0
4,8
22,6
740
АНБ 12
7,0
5,4
44,4
780
АНБ 12
8,0
5,8
58,0
800
АНБ 12
9,0
6,1
73,5
850
АНБ 12
10,0
6,4
90,7
**
* - невозможность изготовления отверстия из-за обрыва оправки.
** - поломка арматуры, ввиду недостаточной жесткости (малая толщина стенки арматуры).