Гибкая связь из композитного материала

Полезная модель относится к строительству и к производству строительных материалов, в частности к неметаллической композитной арматуре.
Композитные гибкие связи (далее гибкие связи) используются в строительстве для эффективного и надежного крепления внутренней стены с облицовочным слоем, как в системе трехслойных стен (с использованием теплоизоляционного материала), так и при возведении однородных стеновых конструкций для усиления кладки.
Гибкие связи очень популярны и востребованы, потому что обладают улучшенными техническими и эксплуатационными характеристиками, чем металлические аналоги. Композитные гибкие связи не образуют мостиков холода и не подвергаются коррозии и воздействию солей и щелочей, ввиду чего обладают повышенной прочностью и долгим сроком эксплуатации.
Гибкие связи, как правило, представляют собой стержень круглого сечения с утолщениями, например, из песка на концах, которые выполняют роль анкера (сцепления) при фиксации в швах кирпичной кладки.
Из уровня техники известна гибкая связь для соединения несущего и облицовочного слоев различных материалов в многослойных ограждающих конструкциях (патент RU 2726669, МПК E04F 13/22, опубл: 2020.07.15) имеет анкерные участки, представляющие собой винтовую поверхность с различным шагом, длиной и различной геометрией в сечении и формирующиеся до момента отверждения из тех же композитных материалов, что и сам стержень гибкой связи, непосредственно при непрерывном изготовлении гибкой связи на линии, при этом сами анкерные участки созданы в виде утолщения стержня, сформированы намоткой армирующей нити или волокна до момента отверждения из тех же композитных материалов, что и сам стержень гибкой связи, непосредственно при непрерывном изготовлении гибкой связи на линии.
При эксплуатации данного аналога выявлена проблема - несущий слой (поверхность изделия) расщепляется, работа с изделием возможна только с использованием средств индивидуальной защиты (перчатки, респираторы). У Аналога не решена проблема деформации наружного слоя в эксплуатируемой среде, т.к. изделие обладает меньшей предельной прочностью и предельной деформацией сжатия стержней.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является гибкая связь из композиционного материала (патент RU 2324797, МПК E04C 5/07, опубл.  2008.05.20), которая выполнена в виде стержня переменного сечения из композитного материала, выполненного из ровинга минерального или химического волокна, скрепленного отвержденным полимерным связующим, и имеющего анкерные утолщения. Стержень выполнен многослойным и содержит несущий внутренний слой с продольным расположением волокон, последующий, по меньшей мере, один слой с поперечным расположением волокон, а утолщения выполнены путем навивки волокон на наружный слой и имеют выпуклую, или вогнутую, или выпукло-вогнутую форму, при этом внутренний слой, наружный слой и анкерные утолщения сформированы за один технологический цикл и выполнены монолитно.
Данное решение не решает проблем эксплуатации, так как поверхность изделия при эксплуатации может осыпаться, и для предотвращения воздействия стеклянной пыли на кожу, глаза, дыхательные пути приходится использовать индивидуальные средства защиты. У прототипа не решена проблема деформации наружного слоя в эксплуатируемой среде по причине низкой твердости поверхности изделия. Готовое изделие обладает меньшей предельной прочностью на сжатие стержней.
Техническая задача предлагаемого решения направлена на получение монолитного изделия переменного сечения с высокими эксплуатационными свойствами при сохранении армирующих свойств.
Технический результат полезной модели направлен на повышение удобства эксплуатации изделия в процессе монтажа при сохранении целостности поверхностного слоя.
Технический результат достигается тем, что гибкая связь выполнена из композитного многослойного материала, скрепленного отвержденным полимерным связующим, имеющая анкерные утолщения, согласно полезной модели, несущий слой и анкерные утолщения выполнены монолитно и сформированы за один технологический цикл. Наружный слой выполнен в форме рукава и сформирован путем нанесения на поверхность несущего слоя двух или более систем потоков нитей, взаимно перекрывающих друг друга.
В частном случае исполнения анкерные утолщения выполнены путем интервальной подачи короткого участка стержня из композитного материала в формирующийся пучок нитей несущего слоя гибкой связи до момента отверждения. В частном случае исполнения анкерные утолщения выполнены в виде коротких участков стержня на основе стекловолокна, и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного волокна, и/или их комбинации и полимерного связующего.
В частном случае исполнения несущий слой выполнен из стекловолокна, и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного волокна, и/или их комбинации, скрепленного отвержденным полимерным связующим.
В частном случае исполнения наружный слой выполнен из натуральных, и/или синтетических, и/или комбинации этих нитей или из стекловолокна, и/или базальтового волокна, и/или углеволокна, и/или арамидного волокна, и/или их комбинации.
В частном случае исполнения в зависимости от назначения анкерные утолщения выполнены по всей длине гибкой связи, или на конце гибкой связи, или у конца гибкой связи.
Формирование наружного слоя в форме рукава путем нанесения на поверхность несущего слоя двух или более систем потоков нитей, взаимно перекрывающих друг друга (может быть выбран любой угол перекрытия в зависимости от типа выбранного оплеточного оборудования), обеспечивает целостность матрицы - несущий слой под оплеткой в форме рукава при эксплуатации не расщепляется, не осыпается, не летит стеклянная пыль, т.е. сохраняется целостность поверхностного слоя. Таким образом, исключено вредное воздействие стеклянной пыли на глаза и кожу в процессе монтажа изделия. Также выполнение наружного слоя в форме рукава повышает твердость и прочность изделия на сжатие, что повышает эксплуатационные характеристики изделия.
Выполнение несущего слоя и анкерного утолщения монолитно и формирование их за один технологический цикл, например, путем интервальной подачи короткого участка стержня из композитного материала в формирующийся пучок нитей несущего слоя гибкой связи до момента отверждения обеспечивает целостность, монолитность структуры, что позволяет не расщепляться слоям при эксплуатации, а также обеспечивает также высокие прочностные характеристики на сжатие гибкой связи.
Формование оплетки в форме рукава может быть осуществлено при помощи круглоткацкого устройства, оплеточной машины, спирально-обмоточного устройства или тому подобных машин.
Конструктивное выполнение армированного стержня из композитного материала представлено на прилагаемых чертежах.
На фиг. 1 представлена гибкая связь в поперечном сечении. На фиг.2 - гибкая связь с анкерными утолщениями, расположенными на концах. На фиг. 3 представлены варианты расположений анкерных утолщений в готовых изделиях.
Гибкая связь содержит наружный слой 1, несущий слой 2 и анкерные утолщения 3, которые выполнены, например, в виде коротких участков стержня 4 из стекловолокна и/или базальтового волокна.
Изготовление гибкой связи осуществляются следующим образом.
Через линию протягивается количество нитей несущего слоя, необходимое для изготовления соответствующего диаметра продукции. Предварительно, например, в блоке управления, задаются определенные параметры: длина гибкой связи (длина изделия), размеры и частота подачи коротких участков стержня, начальная скорость и время протяжки при формировании анкерного утолщения.
Бобины с ровингом устанавливают на шпулярниках с натяжными блоками и выравнивающими гребенками. Количество бобин подбирают в зависимости от толщины волокна ровинга, требуемого диаметра несущего внутреннего слоя  и степени наполнения.
Ровинг устанавливается на шпулярник (например, четырехуровневый стеллаж). Нити с каждой бобины распределяются по одной через направляющие глазки и попадают в блок пропитки и отжима, где выравнивается и пропитывается связующим, проходит отжим. На выходе все нити ровинга собираются в фильеру, образуя пучок нитей несущего слоя. Перед фильерой установлено устройство реза и интервальной подачи короткого участка стержня 4 из композитного материала. Таким образом, осуществляется формирование несущего слоя 2 и анкерного утолщения 3 за один технологический цикл. Далее пучок нитей несущего слоя 2 с установленными анкерными утолщениями 3 попадают в устройство нанесения оплетки, (которым может служить круглоткацкое устройство, оплеточная машина, спирально-обмоточного устройство или тому подобные), таким образом, формируется наружный слой 1 - оплетка в форме рукава. Следующим этапом сформированные слои попадают в камеру полимеризации, где происходит отверждение, после которого в блоке охлаждения пруток остывает и разрезается на мерные длины ровно посередине каждого утолщения.
В зависимости от участка реза гибкой связи, длины короткого участка стержня 4 и частоты его подачи в пучок нитей несущего стержня, можно регулировать расположение утолщений. Предлагаемое решение позволяет формировать гибкую связь из композитного материала с различным расположением анкерных утолщений, как показано на фиг. 3, с высокими показателями эксплуатационных свойств, твердости и прочности. Готовое изделие не деформируется в эксплуатируемой среде (выше срок службы, не нарушается целостность внешнего слоя). Изделие имеет относительно гладкую внешнюю поверхность, не расщепляется, при эксплуатации не летит стеклянная пыль, соответственно можно работать без средств индивидуальной защиты (респиратора, очков, перчаток). Готовое изделие обеспечивает прочное соединение несущего и облицовочного слоев многослойных ограждающих конструкций различных материалов.