ОСНОВОВЯЗАНАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к производству композиционных материалов, а именно к производству конструкционных материалов, армированных основовязальным уточным трикотажем из высокопрочных нитей, и может быть использовано, например, в дорожном строительстве.
Известно, что при производстве армированных конструкционных материалов для улучшения их прочностных характеристик используют различные виды арматуры. Существуют следующие виды армирования:
- армирование в поперечном направлении по всей ширине;
- армирование в продольном направлении по всей длине;
- армирование в поперечном и продольном направлении по всей ширине и длине;
- дискретное армирование отрезками нитей или волокнами, хаотично расположенными в матрице композиционного материала.
Из патента US 6706376, кл. В32В 7/02 (17.03.2000) известна решетка, состоящая из пересекающихся между собой под прямым углом и скрепленных с помощью нитей грунта переплетения цепочка вертикальных и горизонтальных усилительных высокомодульных синтетических уточных нитей. Несущие нагрузку вертикальные и горизонтальные уточные нити решетки выполнены из высокомодульных полиэстеровых волокон, например, из полиамида, а нити грунта переплетения цепочка из менее прочного сырья.
Описанная решетка затем может быть залита мягким пластичным материалом, например, битумной эмульсией или каучуком. Вертикальные уточные нити объединены в группы, содержащие по-крайней мере две нити, каждую из которых обвивает фиксирующая грунтовая нить переплетения цепочка. Дополнительная объединяющая нить имеет зигзагообразное положение для предотвращения перемещения вертикальных уточных нитей в поперечном направлении. Также решетка может иметь нетканую подложку, которая прикрепляется к решетке при помощи грунтовых нитей на рашель-машине.
Недостатком такой решетки является то, что грунтовые нити, обвивая вертикальные уточные нити, не обеспечивает надежного ее закрепления и уточные нити могут быть свободно вытянуты.
Объединяющая нить соединяет крайние вертикальные уточные нити таким образом, что через один ряд крайняя вертикальная уточная нить может быть смещена в поперечном направлении, что приводит к нестабильности структуры.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков прототипа, а именно одновременное улучшение формоустойчивости решетки по вертикали и в месте пересечения вертикальной и горизонтальной уточной нити, уменьшение относительного удлинения по вертикали и увеличение прочности по вертикали за счет фиксации вертикальных уточных нитей подставлением грунтовых нитей переплетения закрытое трико из полипропилена.
Поставленная задача достигается тем, что решетка, состоящая из вертикальных и горизонтальных уточных усилительных высокомодульных синтетических нитей, образующих ячейки прямоугольной формы, нитей грунта переплетения цепочка и уточной нити, причем нить грунта переплетения цепочка охватывает вертикальные уточные нити и фиксирует горизонтальные уточные нити, а уточная нить грунта соединяет нити грунта переплетения цепочка, отличается тем, что вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из комплексных стеклонитей, соединенных между собой и закрепленных в структуре решетки по горизонтали и вертикали системой нитей переплетения закрытая цепочка из полиэфирных нитей, а система нитей переплетения закрытое трико из полипропиленовых нитей образует платированные петли вместе с петлями переплетения закрытая цепочка через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике; петли переплетения закрытое трико из полипропиленовых нитей после термической обработки раплавляются и после охлаждения совместно с нитями переплетения закрытая цепочка из полиэфирных нитей закрепляют вертикальные и горизонтальные уточные усилительные комплексные стеклонити в структуре решетки.
Существенным признаком заявляемого технического решения является образование формоустойчивых, гибких, прочных вертикальных ребер из нитей, которые находятся в пленке, полученной подплавлением грунтовых нитей преплетения закрытое трико из полипропилена.
После снятия полотна с машины и стабилизации структуры решетки происходит процесс подплавления полипропиленовых нитей переплетения закрытое трико под прессом с температурой 165°С. В процессе формирования композиционного материала при заливке армирующего слоя петельная структура армирующей компоненты уже не перераспределяется и не деформируется и свойства, указанные выше, сохраняются.
Композиционные материалы в конструкциях, требующих наибольшего упрочнения в определенном направлении, характеризуются расположением армирующих ребер по направлению приложенной нагрузки.
Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой, содержащая вертикальные 1 и горизонтальные 2 уточные усилительные нити, выполненные из комплексных стеклонитей, соединенных между собой и закрепленных в структуре решетки по горизонтали и вертикали системой нитей переплетения закрытая цепочка 3 из полиэфирных нитей, а система нитей переплетения закрытое трико 4 из полипропиленовых нитей образует платированные петли 5 вместе с петлями переплетения закрытая цепочка 3 через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике; петли переплетения закрытое трико 4 из полипропиленовых нитей после термической обработки раплавляются и после охлаждения совместно с нитями переплетения закрытая цепочка 3 из полиэфирных нитей закрепляют вертикальные 1 и горизонтальные 2 уточные усилительные комплексные стеклонити в структуре решетки.
На фигуре 1 представлена графическая запись структуры решетки, где 1 - вертикальная уточная усилительная нить, 2 - горизонтальная уточная усилительная нить, 3 - переплетение закрытая цепочка, 4 - переплетение закрытое трико, 5 - платированнная петля, 6 - платированная петля.
*
На фигуре 2 представлена структура переплетения в месте пересечения вертикальных и горизонтальных уточных усилительных комплексных стеклонитей. Вертикальные уточные усилительные нити 1 пересекаются с горизонтальными уточными усилительными нитями 2 и закрепляются в структуре решетки системой нитей переплетения закрытая цепочка 3. После термической обработки системы переплетений закрытое трико 4 образуют расплавленную матрицу 4, которая дополнительно закрепляет совместно с петлями переплетения закрытая цепочка вертикальные 1 и горизонтальные 2 уточные усилительные комплексные стеклонити в структуре решетки.
*
На фигуре 3 изображена структура переплетения в разрезе А-А, где 1 - вертикальная уточная усилительная нить, 2 - горизонтальная уточная усилительная нить, 3 - переплетение закрытая цепочка, 4 - расплавленная матрица из полипропилена.
На фигуре 4 показано общее изображение решетки для армирования, где 1 и 2 - соответственно вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити. Длина ячейки решетки 6 и ширина 7 проектируются с учетом заданных характеристик.
Сырьем для заявляемой решетки являются комплексные стеклонити, полиэфирные нити и полипропиленовые нити. Свойства сырья представлены в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительная характеристика сырья, используемого в заявляемой решетке
Полиэфир
Полипропилен
Стекловолокно
Разрывная прочность, г/текс
48,6-90
36-81
69,3-84,6
Разрывное удлинение, %
7,8-19
18-28
5,3-5,7
Температура плавления, °С
256
165
1056
2
Пример 1. Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями закрытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными комплексными стеклонитями линейной плотности 1200 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения закрытая цепочка 3 использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 16,7 текс, а переплетения закрытое трико 4 - полипропиленовая мононить линейной плотностью 17,2 текс. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3, 4 и одновременным прокладывавшем усилительным уточных нитей 1, 2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим длине 6 ячейки 20 мм и ширине 7 ячейки 20 мм. Поверхностная плотность решетки - 415 г/м. Прочность при разрыве решетки - 41 кН/м.
2
Пример 2. Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями закрытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными комплексными стеклонитями линейной плотности 1200 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения закрытая цепочка 3 использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 16,7 текс, а переплетения закрытое трико 4 - полипропиленовая мононить линейной плотностью 17,2 текс. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3, 4 и одновременным прокладывавшем усилительным уточных нитей 1, 2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим длине 6 ячейки 50 мм и ширине 7 ячейки 50 мм. Поверхностная плотность решетки - 405 г/м. Прочность при разрыве решетки - 37 кН/м.
2
Пример 3. Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями закрытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными комплексными стеклонитями линейной плотности 1500 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения закрытая цепочка 3 использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 17,2 текс, а переплетения закрытое трико 4 - полипропиленовая мононить линейной плотностью 18,4 текс. Решетка изготовлена на основовязальной машине 10 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3, 4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1, 2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим длине 6 ячейки 35 мм и ширине 7 ячейки 35 мм. Поверхностная плотность решетки - 483 г/м. Прочность при разрыве решетки - 40 кН/м.
Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки для армирования представлена в таблице 2.
Таблица 2
Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки для армирования
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Поверхностная плотность, г/м<sup>2</sup>
415
405
483
Прочность на разрыв, кН/м
41
37
40
Таким образом, использование предложенной основовязаной решетки для армирования с увеличенной формоустойчивостью по вертикали Решетка, обладая достаточной гибкостью и пластичностью и выступая армирующей компонентой в матрице полимера, повышает трещиностойкость композиционного материала.