АРМАТУРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ДИСПЕРСНОГО АРМИРОВАНИЯ БЕТОНА
REINFORCEMENT ELEMENT FOR DISPERSE REINFORCEMENT OF CONCRETE

Изобретение относится к арматурным элементам для дисперсного армирования строительных изделий из бетонной и подобных смесей.
Известен арматурный элемент для дисперсного армирования бетона, выполненный в виде отрезка проволоки с периодически расположенными на ее поверхности выступами и впадинами, образованными недерформированными. и деформированными участками проволоки (Авторское свидетельство СССР за №1384688, Е04С 5/07, 08.10.1986 г.).
Отличительной особенностью изобретения является то, что выступы образованы недеформированными участками проволоки, смещенными в поперечном направлении с чередованием в противоположные стороны, при этом одна сторона недеформированных участков проволоки расположена на уровне соответствующих ей стороны соседних деформированных участков проволоки и образует с ними впадины.
Недостатком данного арматурного элемента является сложность его изготовления, так как необходима операция формирования сложного поперечного сечения впадины и выступа из одного диаметра проволоки - заготовки.
Известен арматурный элемент для дисперсного армирования бетона, выполненный в виде прямого отрезка проволоки с периодически расположенными выемками и утолщенными головками на концах (Патент США за №6235108 В1 от 22 мая 2001 г.).
Недостатком данного изобретения является недостаточное сцепление элемента с бетоном из-за прямолинейности отрезка проволоки и малой площадью сцепления его с бетоном.
Известен арматурный элемент для дисперсного армирования бетона, выполненный в виде отрезка проволоки из волнообразных впадин и выступов, равномерно распределенных по длине арматурного элемента (Патент США за №4585487 от 29 апреля 1986 г.) - принят за прототип.
Отличительной особенностью изобретения является наличие волны с параметрами:
- максимальная амплитуда от 1 до 1,5 диаметра проволоки арматурного элемента;
- длина волны от 7 до 10 диаметров проволоки;
- диаметр проволоки арматурного элемента до 1,2 мм;
2
- прочность проволоки арматурного элемента от 110 до 150 кг/мм;
- длина арматурного элемента от 45 до 65 диаметров проволоки.
Замечания по данному арматурному элементу следующие.
Использование недостаточной амплитуды волны, равной от 1 до 1,5
диаметров проволоки арматурного элемента, приводит к снижению сцепления арматурного элемента с бетоном.
Применение арматурного элемента с равномерно расположенными участками, образующими волнообразные выступы и впадины в прямолинейном состоянии, не обеспечивают достаточного уровня сцепления его с бетоном и прочности железобетонных изделий и, следовательно, снижает возможность использования данного изобретения в строительных конструкциях различного назначения.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение сцепления арматурного элемента с бетоном, увеличение прочности железобетонных изделий и, следовательно, расширение областей применения арматурного элемента в строительных конструкциях.
Технический результат достигается тем, что арматурный элемент для дисперсного армирования бетона, выполненный в виде отрезка проволоки с равномерно расположенными деформированными участками, образующими волнообразные выступы и впадины, и согласно изобретению выступы и впадины образуют волну с параметрами, характеризующими соотношение длины (Т) к высоте (Н), равным: Т/Н=1÷4,5, ориентированную по кривой линии с образованием выпуклости и вогнутости, или только выпуклости, или только вогнутости, при этом создается изделие в 3-мерном измерении.
Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2, 3, 4, на которых изображены варианты осуществления арматурных проволочных элементов.
На фиг.1 представлен общий вид арматурного проволочного элемента, имеющего деформированный участок, образующий выступ 1, деформированный участок, образующий впадину 2, в целом дающие волну с параметрами высотой Н, длиной Т, диаметром проволоки арматурного элемента D, длиной арматурного элемента L.
На фиг.2 представлен вид арматурного элемента по стрелке А с наличием выпуклости и вогнутости радиусом изгиба ρ.
На фиг.3 представлен вид арматурного элемента по стрелке А с наличием только вогнутости радиусом ρ.
На фиг.4 представлен вид арматурного элемента по стрелке А с наличием только выпуклости радиусом ρ.
Особенности арматурного элемента состоят в следующем.
Для повышения сцепления арматурного элемента с бетоном, выступы и впадины образуют волну, характеризующуюся соотношением длины (Т) к высоте (Н), равным от 1 до 4,5. При этих соотношениях увеличивается высота волны и уменьшается длина волны и, таким образом, увеличивается площадь контакта арматурного элемента с бетоном из-за повышенной разветвленности его и, следовательно, повышается сцепление его с бетоном. В прототипе же соотношение длины волны к высоте составляет минимум - 4,66 и выше, т.е. его площадь контакта с бетоном на одной длине арматурного элемента меньше и, следовательно, сцепление с бетоном ниже. Кроме того, каждый отрезок арматурного элемента имеет кривизну в виде выпуклости и вогнутости, или только выпуклости, или только вогнутости радиусом ρ и создающую изделие в 3-мерном измерении.
Наличие кривизны арматурного элемента увеличивает сцепление его с бетоном из-за появления эффекта скольжения проволоки по кривой линии при работе железобетонных конструкций в производственных условиях. В то время как в прототипе отрезок арматурного элемента находится в прямолинейном состоянии и отмеченный эффект отсутствует и, следовательно, имеется снижение сцепления арматурного элемента с бетоном по сравнению с заявленным изобретением.
Применение арматурного элемента с наличием волны в виде выступов и впадин в криволинейном состоянии, с обеспечением выпуклости и впадины в 3-мерном измерении способствует повышению сцепления его с бетоном и, следовательно, увеличивает прочность железобетонных изделий и расширяет область применения их в народном хозяйстве.
Общими характеристиками заявленного изобретения с прототипом являются:
- наличие выступов и впадин, образующих волну арматурного элемента;
- применение проволоки для изготовления арматурного элемента.
Различие характеристик заявленного изобретения с прототипом состоит в следующем:
- в прототипе соотношение длины волны к высоте волны составляет от 4,66 до 10, в заявленном изобретении это соотношение составляет от 1 до 4,5;
- в прототипе волнообразный арматурный элемент находится в прямолинейном состоянии, в заявленном изобретении волнообразный арматурный элемент находится в криволинейном состоянии с образованием выпуклости и вогнутости, или только выпуклости, или только вогнутости в 3-мерном измерении.
Эти различия позволяют получить положительные качества заявленного изобретения, а именно:
- уменьшение соотношения длины волны к высоте волны до 1÷4,5; использование кривизны арматурного элемента и образование изделия в 3-мерном измерении, позволило увеличить сцепление его с бетоном;
- увеличение сцепления арматурного элемента с бетоном приводит к увеличению прочности железобетонных изделий и, следовательно, к расширению области применения их в народном хозяйстве.
Испытания бетонных кубиков, армированных опытными образцами заявленного арматурного элемента, подтвердили повышение прочности бетонных кубиков на 10-12% в сравнении с кубиками, армированными обычными прямолинейными проволочными арматурными элементами.