АРМАТУРА КОМПОЗИТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ

Изобретение относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре, которая применяется для армирования монолитных и сборных бетонных конструкций, в качестве связей между слоями в многослойных стеновых конструкциях, для армирования кладок из кирпича и блоков, для армирования бетонных полов, для армирования и укрепления грунтовых оснований и подстилающих слоев под дороги и автомагистрали, для армирования геотехнических конструкций.
Известен арматурный элемент, содержащий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами (Фролов В.П. Стеклопластиковая арматура и стеклобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1980, с. 20-27). Недостатком такого арматурного элемента является низкая степень сцепления с бетоном из-за наличия гладких участков на поверхности арматуры между уступами обмотки, не участвующих в сцеплении с бетонным камнем или цементно-песчаной матрицей бетона.
Известна арматура композиционная по патенту №94593, состоящая из стержня из высокопрочного композиционного материала и обмоточного жгута с углом намотки от 70° до 90°. Недостатком данного стержня также является невысокая анкерующая способность в бетоне из-за наличия гладких участков на поверхности арматуры между уступами обмотки, не участвующих в сцеплении с бетонным камнем или цементно-песчаной матрицей бетона.
Известна композитная арматура по патенту №2405092, состоящая из несущего стержня, выполненного из низкомодульных волокон (стеклянных, базальтовых ровингов) и армированного пучками высокомодульных волокон (углеродных, арамидных, борных нитей) и обмотки с уступами. Недостатком данного стержня является невысокая анкерующая способность в бетоне из-за наличия протяженных гладких участков на поверхности арматуры между уступами обмотки, не участвующих в сцеплении с бетонным камнем или цементно-песчаной матрицей бетона.
Наиболее близким аналогом является композитная арматура с плоской спиральной обмоткой и песчаным покрытием (<URL: http://aslanfrp.com/Aslan100/Aslan100fiberglassrebar.html; http://aslanfrp.com/Aslan100/paving.html; http://www.polymery.ru/blog.php?id_company=60&n_id=3680&category=item&page=61). Причиной, препятствующей получению технического результата, предлагаемого полезной моделью, является, то, что винтовая обмотка выполняется из плоского жгута, при этом создавая незначительные выступы, что не позволяет достичь хорошей анкерующей способности из-за недостаточного механического зацепления с зернами крупного заполнителя в бетоне.
Техническим результатом при использовании предлагаемой полезной модели является получение композитной полимерной арматуры, обладающей повышенной прочностью сцепления с бетоном.
Указанный технический результат достигается тем, что композитная арматура, состоит из несущего стержня, выполненного из волокнистого композиционного материала на основе стеклянных, базальтовых, углеродных волокон, или их комбинации, и имеющего на поверхности спиралевидную обмотку, выполненную из скрученного вдоль своей оси жгута из волокон того же типа, что и несущий стержень, а также покрытие из кварцевого песка. При этом спиралевидная обмотка, выполненная из скрученного жгута, создает ребра овального сечения, значительно выступающие над поверхностью несущего стержня и обеспечивающие механическое зацепление с зернами крупного заполнителя в бетоне.
Основная задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в увеличении прочности сцепления арматуры с бетоном. Для этого на поверхности стержня, выполняется спиралевидная обмотка, идущая по винтовой линии. Также, на поверхность стержня наносится покрытие из кварцевого песка, которое после отверждения полимерной матрицы, создает равномерно шероховатую поверхность на участках между поперечными ребрами. При этом для устройства спиралевидной обмотки используется скрученный вдоль своей оси жгут из волокон того же типа, что и несущий стержень и создающий характерные анкерующие ребра овального сечения, идущие по винтовой линии и значительно выступающие над поверхностью несущего стержня. Данное свойство позволяет зернам крупного заполнителя в бетоне располагаться в пространстве между ребрами и вступать с ними в непосредственное механическое зацепление, тем самым повышая прочность сцепления с бетоном.
Предлагаемая конструкция арматуры иллюстрируется чертежом, представленным на фиг. 1.
На фиг. 1 показан общий вид композитной арматуры.
Позицией 1 обозначено тело стержня с нанесенным песчаным покрытием, позицией 2 - выступающие анкерующие ребра.
Предлагаемую композитную полимерную арматуру получают известным методом пултрузии. Суть метода состоит в протягивания волокнистого наполнителя, например, базальтового или стеклянного ровинга, через ванну с органической термореактивной смолой, например эпоксидной. Избыток смолы удаляется путем отжима пучка ровингов. Далее на поверхность стержня наматывается спиральная обмотка, создающая выступающие ребра. После этого на поверхность стержня наносится кварцевый песок и стержень подается в печь, где происходит его отверждение. В процессе отверждения зерна песка, равномерно распределенные по поверхности, вплавляются в полимерную матрицу, образуя прочное покрытие с шероховатой поверхностью.
Предлагаемая композитная арматура позволяет существенно увеличить прочность сцепления с бетоном, повышая экономичность ее использования в конструкциях различного назначения, за счет уменьшения величины перехлеста.