СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ АНКЕРНОГО УСТРОЙСТВА КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ И АНКЕРНОЕ УСТРОЙСТВО
METHOD FOR FORMATION OF THE ANCHOR DEVICE OF COMPOSITE REINFORCEMENT AND ANCHOR DEVICE

Настоящее изобретение относится к строительству, а именно к захватным устройствам арматуры, преимущественно полимерной композитной.
Известны инъекционные грунтовые анкеры с извлекаемой тягой.
Для освобождения грунтового массива от металлических тяг применяют различные методы, в том числе взрывные и пиротехнические. Недостатком известных конструкций является сложность и ненадежность, не гарантирующая извлечение тяги из грунта.
Известен способ анкеровки испытываемой композитной полимерной арматуры в захватных муфтах разрывной машины и анкерное устройство (ГОСТ 31938-2012. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие условия. Клеевые соединения муфт и композитных стержней арматуры по приложению Б). Концы испытываемого элемента закрепляются полимерным или цементным твердеющим составом в концевых муфтах, представляющих собой металлические трубки с крышками.
У известного способа имеются следующие недостатки: низкая производительность, так как требуется длительное время для набора прочности заливки, а также повышенный расход металлических трубок, т.к. испытательные муфты могут использоваться только один раз.
Известен способ анкеровки композитной арматуры в захватах разрывных машин с помощью замоноличивания концов арматуры в инвентарных металлических муфтах расплавом модифицированной серы (Патент №2619298 от 29.12.2015, опубл. 15.05.2017 Бюл. №14 «Способ образования анкерного устройства арматуры»). Способ достаточно производительный, стоимость серы чрезвычайно мала. Недостаток известного способа, принятого за прототип, состоит в том, что процесс расплавления серы достаточно опасный, так как сера воспламеняется при случайном превышении температура, расплавленная сера выделяет вредные газы, кроме того, горячая (140-160*С) сера повреждает полимерную матрицу.
Техническая задача заключается в создании способа анкеровки неметаллической волоконной и композитной арматуры с обеспечением надежного прочного сцепления анкерного устройства с арматурой без ее повреждения, а также в упрощении технологии процесса и возможности быстрой анкеровки арматуры непосредственно перед ее использованием (при испытании на растяжение, преднапряжения на стендах, использования в качестве инвентарной тяги и др.).
Технический результат заключается в создании безотходного способа фиксации и устройства, гарантированно надежно обеспечивающего сцепление композитной арматуры с захватным устройством, с возможностью многократного использования сплава за счет его свойств (низкая температура плавления, быстрый набор прочности, способность многократного использования).
Поставленная задача решается таким образом, что в способе образования анкерного устройства арматуры, включающем насаживание на конец арматуры полой муфты и заполнение внутренней полости муфты твердеющим материалом с последующей выдержкой до затвердевания, согласно изобретению, конец арматуры 2 помещают в инвентарную металлическую муфту 1, например, в форме квадратной трубы с продольной прорезью 3, удобной для запаивания и последующего размещения, например, в захватах разрывной машины.
Затем муфту 1 заполняют необходимым количеством расплавленного металла 4 из легкоплавкого сплава, после чего расплав охлаждают до затвердевания с образованием жестко закрепленного на стержне 2 анкерного устройства, причем после использования арматурного стержня 2 металл 4 из муфты 1 выплавляют, расплавленный металл 4 сливают для повторного использования.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что на конце арматуры образуют одноразовое анкерное устройство из инвентарной муфты и легкоплавкого сплава, после чего расплав охлаждают до затвердевания с образованием жестко закрепленного на арматуре анкерного устройства, причем после использования арматуры сплав расплавляют и сливают для повторного использования.
Предлагаемое устройство отличается тем, что металлическая муфта выполнена квадратного или прямоугольного сечения с продольной прорезью и заполняется легкоплавким сплавом с обеспечением жесткой фиксации конца арматуры методом пайки.
В качестве основного материала заполнения муфты используют легкоплавкий сплав, например, сплав Розе (т=96*С) или ВладМиВа (т=96*С). Такой уровень кратковременного нагрева приемлем, практически, для всех видов эпоксидных и других полимерных матриц.
Предлагаемый способ реализуют в следующей технологической последовательности. Стыкуемые части, например, конец арматурного стержня или каната, размещают в проектное положение в полости муфты. Затем в нее заливают разогретый до температуры около 100°С сплав, который заполняет полость и образует тело захватного устройства. Затем производят плавное охлаждение сплава.
Способ и устройство поясняются на фиг.1-2, где на фиг.1 показана схема фиксации стержня композитной арматуры в инвентарном захватном устройстве разрывной машины; на фиг.2 - разрез по А-А анкерного устройства.
Анкерное устройство композитного стержня, преимущественно арматурного, состоит из захватной муфты 1 открытого квадратного или прямоугольного сечения с продольными прорезями, закрепляемой пайкой на конец арматуры 2.
Освобождение отработанного конца стержня 2 производится простым нагреванием, например, феном и сливом расплава 4 в резервную емкость.
При использовании устройства в инъекционных анкерах, которые изготавливаются в заводских условиях, а освобождение тяги производится непосредственно в грунте на глубине 10-20 м, расплавление сплава выполняют при помощи разогрева электрической спирали и проводов к источнику тока.
Пример 1
Изготовление анкерной муфты для закрепления композитного стеклопластикового стержня при испытаниях на разрывной машине.
Во внутреннюю полость анкерной муфты 1 при испытаниях на разрывной машине, размещают стержень композитной арматуры 2. Расплавленный сплав 4 через прорезь 3 заполняет полость захватной муфты 1, а после остывания и затвердевания жестко фиксирует стержень 2 в теле анкерной муфты. Длину муфты принимают не менее 15 диаметров анкеруемого стержня.
Особенно эффективен предлагаемый способ для анкеровки волоконных жгутов, канатов и композитной полимерной арматуры периодического профиля, так как расплав позволяет прикладывать нагрузку равномерно на всю длину анкеровки.
Источники информации
1 ГОСТ 31938-2012. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие условия. Клеевые соединения муфт и композитных стержней арматуры по приложению Б.
2. Патент №2619298 Способ образования анкерного устройства арматуры