СТЕРЖЕНЬ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ БЕТОНА

Полезная модель относится к элементам строительных конструкций, а именно к арматуре для бетона из неметаллического материала, которая применяется для армирования бетонных конструкций, как конструкционный материал для замены металлических и деревянных деталей, для армирования грунта основания зданий и сооружений, в том числе оснований автомагистралей дорог.
Известен стержень для армирования бетона (RU 2220049, опубл. 27.12.2003, В32В 17/04, Е04С 5/07), в котором несущий стержень выполнен в виде одного жгута из стекловолокнистого ровинга, пропитанного полимерным связующим и оплетки. Оплетку осуществляют нитью стекловолокна, базальтовой или хлопчатобумажной. Полимерное связующее содержит эпоксидно - диановую смолу, изометилтетрагидрофталевый ангидрид (ИМТГФА) в качестве отвердителя и триэтаноламин в качестве ускорителя отверждения при соотношении компонентов в стержне, % масс: наполнитель 60-80, ИМТГФА 10-20, триэтаноламин 0,01-0,09, остальное смола. В таком жгуте трудно полностью пропитать все нити стекловолокнистого наполнителя. Термоотверждение осуществляют путем протягивания пропитанного жгута через две термокамеры с инфракрасным излучателем и через камеру термостатирования в течение 180-240 с.
Полученные стержни имеют недостаточную прочность на растяжение 1090 МПа и низкую эластичность.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является стержень для армирования бетона (SU 1761903, опубл. 15.09.92, Е04С 5/07, прототип), изготовленный из пучка базальтовых нитей, скрепленных полимерным связующим, и оплетки. Оплетку осуществляют базальтовой нитью. Полимерное связующее образовано из эпоксидной смолы с отвердителем и ускорителем отверждения при соотношении компонентов, масс.ч.:
базальтовые нити 40,5-69,2, смола эпоксидная ЭД 9-10, отвердитель ИМТГФА 6-7, ускоритель УП 606/2 0,3-0,4. Сформированный пучок базальтовых нитей подвергают термообработке в камере отжига, пропитывают связующим, отверждение стержня производят при прохождении его через восемь термокамер в режиме ступенчатого нагрева и охлаждения, а формование осуществляют путем протягивания пропитанного связующим пучка нитей через отжимное устройство и через фильеры.
Полученный стержень имеет предел прочности на растяжение 1060 МПа и степень полимеризации 82,3%.
Недостатком полученных стержней является сравнительно низкая эластичность и недостаточная прочность, а также низкая степень полимеризации.
Задачей заявляемой полезной модели является улучшение эксплуатационных свойств арматурного стержня, а именно - прочности и эластичности, а также снижение длительности процесса изготовления стержня и повышение степени полимеризации.
Поставленная задача достигается тем, что несущий стержень, выполненный из волокнистого наполнителя, пропитанного полимерным связующим на основе эпоксидной смолы, отвердителя, ускорителя полимеризации усилен как минимум одним дополнительным жгутом, скрученным как минимум из одной нити волокнистого наполнителя, пропитанного полимерным связующим, причем массовая доля усиливающих жгутов не превышает 30% общей массы волокнистого наполнителя.
Кроме того, полимерное связующее содержит продукт взаимодействия эпоксидной алифатической смолы ТЭГ-1 с уретановым каучуком при следующих соотношениях компонентов, % масс:
волокнистый наполнтель - 49,8-69,13;
эпоксидная смола ЭД-20 - 17,1-27,6;
отвердитель изометилтетрагидрофталевый ангидрид - 13,6-22,1;
продукт взаимодействия эпоксидной алифатической смолы ТЭГ-1 с
уретановым каучуком - 0,12-0.42;
ускоритель - УП 606/2 - 0,05-0,08.
В качестве волокнистого наполнителя используют нити базальтовых стеклянных волокон.
Введение в полимерное связующее продукта взаимодействия эпоксидной алифатической смолы ТЭГ-1 с уретановым каучуком в количестве 0,12-0,42% масс улучшает прочностные свойства связующего за счет чего в 2 раза повышается деформация при растяжении стержня.
Усиливающие жгуты могут формироваться из одной скрученной нити, двух, трех и т.д. Стержень может содержать один усиливающий жгут, два жгута и т.д., которые могут быть сформированы из разного сочетания скрученных нитей, но при этом массовая доля усиливающих жгутов не должна превышать 30% общей массы волокнистого наполнителя. При увеличении количества волокнистого наполнителя, используемого для изготовления усиливающих жгутов более 30% ухудшается их пропитка связующим, что приводит к снижению прочности стержня. Количество усиливающих жгутов и нитей волокнистого наполнителя, присутствующих в стержне зависит от диаметра изготавливаемого стержня, например, для изготовления стержня диаметром 10 мм необходимы нити с 32 бобин, а при изготовлении этого же стержня из нитей волокнистого наполнителя и 3 усиливающих жгутов, сделанных из двух пар скрученных нитей, требуется всего 29 бобин.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен заявляемый стержень (продольный разрез), на фиг.2 - то же (общий вид). Нити волокнистого наполнителя 1 и усиливающие жгуты 2, пропитанные полимерным связующим 3 образуют несущий стержень 4, позицией 5 обозначена обмотка.
Процесс изготовления стержня заключается в формировании жгутов 2, которые затем вместе с нитями 1 волокнистого наполнителя проходят термообработку в камере отжига, пропитку полимерным связующим 3, формование стержня путем протягивания пропитанных нитей 1 и жгутов 2
через отжимное устройство, где отжимают излишки связующего и объединяют усиливающие жгуты и нити в единый несущий стержень 4 при выполнении спиральной намотки обмоточным жгутом 5. Обмотку осуществляют нитью стекловолокна, базальтовой, хлопчатобумажной или; жгутом из скрученных нитей диаметром 1-5 мм с шагом оплетки 2-12 мм. После оплеточного устройства стержень протягивают через три термокамеры, где происходит отверждение стержня в режиме ступенчатого нагрева и охлаждения соответственно при температурах, °С, 145-150, 190-200, 145-150. Отвержденный стержень охлаждают и разрезают на отрезки необходимой длины.
Полученный стержень имеет высокую степень полимеризации 95% и прочность на растяжение 1460 МПа.
Технический результат от использования заявленной полезной модели заключается в повышении эксплуатационных свойств арматурного стержня, увеличении прочности и стойкости стержней в кислой и щелочной среде.