Композитная арматура

Полезная модель относится к строительству и к производству строительных материалов, в частности к неметаллической композиционной арматуре, применяемой для армирования связующих сред для термоизоляционных стеновых конструкций, монолитных бетонных и сборных конструкций при строительстве зданий и сооружений.
Известен композитный армированный стержень (патент РФ № 2194135, МПК Е04С 5/07, опубликовано: 10.12.2002), содержащий несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и ребро с уступами, выполненное в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенным на стержень с предварительным натягом.
Также известна, композиционная арматура (патент РФ № 77310, МПК Е04С 5/07, опубликовано 20.10.2008 за 2008 г.), содержащая несущий стержень из высокопрочного композиционного материала преимущественно круглого сечения, обмотанный по наружной поверхности жгутами из отдельных нитей противоположными по направлению навивки с различным углом навивки.
Недостатком известных композиционных арматур является смещение витков намотки по поверхности стержня из-за отсутствия опорной поверхности на наружной поверхности стержня и малой прочности клеевого слоя при воздействии на них осевых нагрузок, а также нагрузок на выров из бетона, адгезия с бетоном. В результате ребро смещается по телу стержня при нагрузке, и снижается прочность бетонного изделии с использованием композиционной арматуры, также общим недостатком указанных стержней является наличие обмоток несущего стержня, которые при эксплуатации могут осыпаться, стеклянные частицы могут впиваться в руки при монтаже, выделяется летучая стеклянная взвесь, требующая применения средств по защите органов дыхание, что является не безопасным для человека.
Технический результат заключается в возможности повышения сцепления арматурного профиля с армируемым материалом при сохранении качества и несущей способности профиля, а также удобство использования при монтаже.
Для достижения указанного технического результата армированный стержень с периодической намоткой из композитного материала содержит несущий стержень-ствол, выполненный из высокопрочного композиционного материала, с ребром, расположенным на периферии стержня в виде периодической навивки и соединенным со стержнем связующим композитным материалом, при этом вокруг стержня-ствола и ребра сформирована оплетка из равномерно переплетенных нитей в форме рукава, пропитанных связующим.
Несущий стержень-ствол может быть выполнен на основе стекловолокна, и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного волокна, и/или их комбинаций.
Ребро может быть выполнено из стекловолокна, и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного волокна, и/или их комбинаций.
Оплетка может быть выполнена вформе рукава из натуральных и/или синтетических нитей, или изстекловолокна, и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного волокна, и/или их комбинаций.
Выполнение армированного стержня из композитного материала с ребром и оплеткой в форме рукава позволяет обеспечить прочность изделия, т.к. ребро зафиксировано на стержне с помощью обмотки в форме рукава и с помощью связующего, соответственно лучше выров из бетона, лучше адгезия с бетоном.
Также если стержень имеет внешнюю поверхность обмотки в форме рукава из натуральных, синтетические и комбинированные ниток, а ствол и ребро из стекловолокна (самый распространенный материал на сегодня), то готовое изделие не колется, при эксплуатации не летит стеклянная пыль, соответственно можно работать без средств защиты (респиратора, очков, перчаток).
Конструктивное выполнение армированного стержня из композитного материала представлено на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 показан схематично продольный разрез армированного стержня, на фиг.2 - его поперечное сечение, на фиг. 3 - гнутое изделие из армированного стержня, на фиг. 4а) - фиг. 4в) представлены примеры изготовления гнутых изделий, на фиг. 4г) - изделие круглой формы, на фиг. 5а) - фиг. 5г) представлены примеры изготовления гнутых изделий.
Армированный стержень выполнен в виде силового стержня-ствола 1, вокруг которого навито ребро 2. Вокруг стержня-ствола 1 и ребра 2 сформирована оплетка 3 из равномерно сплетенных (переплетенных) нитей в форме рукава.
Силовой стержень-ствол 1 может быть выполнен на основе стекловолокна, и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного волокна, или их комбинаций.
Ребро 2 выполняют из стекловолокна и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного волокна, и/или их комбинаций.
Оплетку 3 выполняют в форме рукава из натуральных, и/или синтетических, и/или комбинации этих нитей, или из стекловолокна, и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного, и/или их комбинаций.
Навивку ребра 2 вокруг стержня-ствола 1 осуществляют путем скрутки нити в жгут с последующим равномерным нанесением жгута на силовой ствол круговыми движениями вокруг оси движущего силового ствола. Далее осуществляют формование оплетки 3 при помощи круглоткацкого устройства.
В случае формирования изделий круглой формы (фиг. 4г) или гнутых изделий из такого армированного стержня, в местах изгиба стержень не деформируется (на фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 место изгиба показано стрелкой), остаётся максимально круглым, что максимально сохраняет физико-механические характеристики изделия в месте изгиба, а также это позволяет производить данные изделия поточным способом производства, что существенно удешевляет их себестоимость.
Стержень ствол производиться методом пултрузии, нидлтрузии или любым другим методом при условии обеспечения заданной прочности и обеспечивающим заданным количеством пропитанных связующим волокон перед формующей фильерой или без нее.