НЕТКАНОЕ СЕТЧАТОЕ ПОЛОТНО

Полезная модель относится к области строительства и горного дела. Заявляемое сетчатое полотно может использоваться для армирования строительных сооружений и дорожных покрытий, в качестве различного вида заграждений, а также для укрепления откосов и для крепления тоннелей, выработок и прочих подземных разработок.
Независимо от конкретного назначения сетчатое полотно должно иметь достаточную для восприятия эксплуатационных нагрузок прочность, быть устойчивым к воздействию факторов окружающей среды, обеспечивать безопасность при его использовании и иметь приемлемые весовые и стоимостные характеристики.
Уже известно применение металлической сетки для крепления кровли в очистных забоях при разработке угольных пластов [1].
Намотанная на барабан, закрепленный на очистном комбайне, сетка разматывается при движении комбайна и прикрепляется к кровле с помощью анкеров. Металлическая сетка имеет большую массу, что повышает трудозатраты при ее монтаже, в шахтных условиях она подвержена коррозии, а применение коррозионностойких металлов существенно увеличивает ее стоимость. Кроме того, использование металлической сетки создает условия возникновения искрения, что не допустимо в подземных условиях.
Известно также используемое для армирования грунта и в качестве ограждений нетканое сетчатое полотно, содержащее ортогонально расположенные с образованием ячеек термопластовые прутки, соединенные между собой в узлах пересечения сваркой [2].
Это известное сетчатое полотно имеет существенно меньший вес и в меньшей степени подвержено коррозии, однако используемые в качестве основы и утка стержни из термопластичных материалов, включающих полиэфиры, характеризуются относительно низкой прочностью на разрыв, большой степенью удлинения, узким интервалом эксплуатационных температур (-5°-+140°С) и горючестью.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является нетканое сетчатое полотно, содержащее ортогонально расположенные ровинги стекловолокон, пропитанные связующим из латекса и соединенные между собой в узлах пересечения [3].
Используемые в качестве основы и утка прямолинейные ровинги стекловолокна (без переплетения) имеют повышенную прочность, однако прочность сетчатого полотна ограничивается невысокой прочностью склеивания связующим ровингов в узлах их пересечения. Кроме того, стеклопластики не обладают достаточной химической стойкостью, что ограничивает срок их эксплуатации.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании нетканого сетчатого полотна с улучшенными эксплуатационными характеристиками без увеличения его стоимости, а технический результат, который может быть достигнут при ее использовании, заключается в повышении прочности сетчатого полотна и его стойкости к воздействию внешних факторов, возникающих в процессе эксплуатации.
Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в нетканом сетчатом полотне, содержащем ортогонально расположенные ровинги неорганических волокон, пропитанные связующим и соединенные между собой в узлах пересечения, предлагается в качестве основы и утка использовать ровинги из базальтовых волокон, прошитые в узлах пересечения полимерной нитью с последующей пропиткой связующим.
Прошивка ровингов может осуществляться нитью из базальтового, стеклянного, полиэфирного или арамидного волокна с применением рашельной технологии [4].
В качестве связующего может использоваться состав из группы пластизолей, включающий в качестве наполнителя антипирен, например, гидроксид алюминия или гидроксид магния.
В качестве связующего также могут использоваться фенольно-формальдегидные смолы, кремнийорганические смолы или силикаты.
Пример исполнения полезной модели проиллюстрирован на прилагаемых чертежах.
На фиг.1 показан вид сверху на фрагмент сетчатого полотна.
На фиг.2 представлен узел пересечения ровингов из базальтового волокна.
Сетчатое полотно состоит из воспринимающих нагрузку нитей 1 и 2, образованных из ровингов базальтового волокна. Нити 1 проходят в направлении основы, т.е. в продольном направлении сетчатого полотна, а нити 2 - в поперечном направлении, т.е. в направлении утка. Воспринимающие нагрузку нити 1 и 2 состоят из высокопрочных и стойких базальтовых волокон 3, не изогнутых в процессе их изготовления, т.е. прямолинейных и параллельных в каждой нити.
Продольные нити 1, как и поперечные нити 2 могу быть составлены из нескольких, например, как показано на чертежах, трех пучков волокон и соединяются между собой с применением рашельной технологии прошивкой в узлах их пересечения соединительной нитью 4 (фиг.2) с последующей пропиткой связующим.
Соединительная нить 4 может быть выполнена также из базальтового волокна, но может использоваться и стекловолокно, а также полиэфирные или арамидные волокна.
В зависимости от назначения нетканого сетчатого полотна и условий, при которых оно будет эксплуатироваться могут использоваться различные виды и составы связующего, например, в качестве связующего может применяться состав из группы пластизолей, включающий в качестве наполнителя антипирены, такие как гидроксид алюминия или гидроксид магния. В качестве связующего могут также использоваться фенольно-формальдегидные смолы, кремнийорганические смолы или силикаты.
Выбор типа связующего, как и материала соединительной нити позволяет варьировать эксплуатационные характеристики сетчатого полотна (рабочий диапазон температур, адгезионную способность, горючесть и др.), а также его стоимость. При этом основа его эксплуатационных характеристик и показателей базируется на применении в качестве несущего материала базальтового волокна 3 с прошивкой его в узлах пересечения соединительной нитью 4, что обеспечивает прочностные характеристики и стойкость сетчатого полотна. Так, усилие на разрыв базальтовых нитей в два раза больше, чем у металлических при массе в четыре раза меньше. Базальтовое волокно отличается высокой стойкостью к фрикционному износу, может эксплуатироваться в широком диапазоне температур, не теплопроводно, не горит и обладает высокой хемостойкостью - на его прочностные свойства практически не оказывают влияние ни щелочная, ни кислотная среды.
Все это позволяет использовать нетканое сетчатое полотно в сложных условиях и ответственных местах, например, для укрепления подземных горных выработок.
Источники информации:
[1]. RU, №2134789, E21D 19/02, 1997.
[2]. RU, №2189317, E02B 3/12, 2000.
[3]. RU, №48548, E02D 17/20, 2005, (прототип).
[4]. http://www.international-business-eu.com/karl-mayertextilmashinen-anlagen-mas.
[5]. JP, №63083311, E02D 17/20, 1988.
[6]. US, №7166349, B32B 5/12, 2007.
[7]. SU, №973005, B29D 31/00, 1979.