СЕТКА КОЛЬЧУЖНОГО ПЛЕТЕНИЯ

Полезная модель относится к геотехническому строительству и может быть использована в качестве ограждения и армирующего элемента грунтовых насыпей.
Известны геотехнические конструкции (сетки, решетки и т.п.), выполненные из полимерных материалов /1/.
Сетки используются для армирования грунтовых насыпей и оснований дорог. Недостатком известных конструкций является их высокая деформативность (растяжимость) и слабое сцепление с грунтом (скользкость).
Известны металлические заградительные сетки кольчужного плетения. /2/.
Сетки изготовлены по ТУ-1275-001-75212412-04 «Сетки стальные заградительные кольчужного плетения» из пружинной или канатной, черной или оцинкованной проволоки по ГОСТ 9389-75. Прочность проволоки на разрыв - 1000-2000 МПа. Проволоку свивают в замкнутые кольца и соединяют между собой в виде кольчужной сетки. Сетки используют в качестве ограждения и камнепадной защиты. Ячейки сетки могут соединяться между собой в четырех или шести точках.
Недостатками известной конструкции сетки являются - большой вес изделия, низкая коррозионная стойкость, из-за повреждения цинкового покрытия проволок, сетки недостаточно долговечны и не могут использоваться как армирующие элементы в агрессивной среде грунтовых оснований.
Известные сетки являются наиболее близкой конструкцией к заявляемой.
Технической задачей является снижение веса сеток, повышение коррозионной стойкости и долговечности, исключение их электропроводности, возможность регулирования энергопоглощающей способности за счет изменения жесткости на растяжение сеток.
Поставленная задача решается таким образом, что в сетке кольчужного плетения, состоящей из соединенных между собой замкнутых ячеек, согласно полезной модели, ячейки сетки образованы из каната, прочностью на растяжение 800-2000 МПа, свитого из 3-19 жгутов, выполненных из пропитанного полимерным связующим ровинга из стекло- или, базальто-, или углеродного волокна, при этом ячейки сетки имеют форму окружности, и/или равностороннего треугольника, и/или прямоугольника в зависимости от заданной жесткости на растяжение сетки. Причем ячейки сетки соединены между собой с возможностью деформации при растяжении сетки соответственно на 10-50%. Кроме того, канат каждой ячейки может иметь защитное покрытие.
На фиг.1 представлена сетка кольчужного плетения из круглых колец с четырьмя контактами; фиг.2 - то же что и на фиг.1 вариант сцепления с шестью контактами; фиг.3 - сетка кольчужного плетения с треугольными ячейками; фиг.4 - сетка кольчужного плетения с квадратными (прямоугольными) ячейками; фиг.5 - сечение композитной канатной арматуры; фиг.6 - сетка с треугольными и круглыми ячейками.
Основу сетки 1 составляет кольцевая замкнутая ячейка 2, выполненная из свитой из жгутов 3 композитного каната 4. Жгут 3 изготавливается из ровинга пропитанного твердеющим связующим, например, эпоксидной смолой. Ровинг состоит из отдельных стеклянных, базальтовых или углеродных волокон толщиной 5-25 мкм. После пропитки, термообработки и полимеризации связующего (матрицы), ровинг превращается в гибкий композитный жгут 3. В зависимости от назначения и особенностей окружающей среды, поверхность каната 4 может иметь защитное покрытие 5 из песка, стеклянной крошки, втопленной в матрицу, или покрываться защитным гель-коутом, краской и т.п. Прочность на растяжение композитного материала составляет 800-2000 МПА, т.е. не уступает прочности стальной высокопрочной проволоки. При этом, эффективность работы композитного материала на растяжение достигается при условии, что предельные деформации матрицы больше, чем волокон.
Сечение каната 4 обычно состоит из 3-19 жгутов 3. Сетки 1 для ограждений или противокамнепадной защиты проектируются с заданной энергопоглощающей способностью (ЭПС), которая в значительной мере зависит от жесткости сетки.
Предлагаемая конструкция сетки отличается от известной тем, что ячейки сетки образованы из каната, прочностью на растяжение 800-2000 МПа, свитого из 3-19 жгутов, выполненных из пропитанного полимерным связующим стекло- или, базальто-, или углеродного волокна, при этом ячейки сетки имеют форму окружности, и/или равностороннего треугольника, и/или прямоугольника в зависимости от заданной жесткости сетки, что позволяет обеспечить возможность деформации ее при растяжении соответственно на 10-50%. Для повышения сцепления сетки с грунтом или коррозионной стойкости канат каждой ячейки может быть покрыт защитным покрытием, например, гель-коутом, или вкраплениями песка, или стеклянной крошки и др.
Выбранный для изготовления сеток композитный канат с указанными параметрами и форма ячеек, обеспечивающая жесткость сцепления ячеек между собой разной степени, дают возможность получить долговечную сетчатую конструкцию с заданными свойствами в зависимости от области ее использования. Ячейки выполнены различной формы с возможностью влиять на жесткость на растяжение и энергопоглощающую способность заграждения. Количество и толщина жгутов в канате обусловлены заданной расчетной прочностью и размером ячейки.
Сетки проектируются с заданной энергопоглощающей способностью (ЭПС). Для случая низкой ЭПС, а также для армирования грунтовых насыпей, сетки целесообразно выполнять из ячеек треугольной или квадратной формы, обеспечивающих более высокую жесткость на растяжение. Сетка с круглыми ячейками и шестью зацеплениями с соседними более податлива чем треугольная; наиболее растяжима сетка с круглыми ячейками с четырьмя зацеплениями.
Жесткость на растяжение (податливость) сетки зависит от формы ячеек и способа соединения их между собой. Наиболее жесткими являются сетки с треугольными ячейками. Далее следуют круглые с шестью контактами, круглые с четырьмя контактами и квадратные. Промежуточное положение занимают сетки с ячейками смешанной формы, т.е. треугольные с круглыми или квадратные с круглыми.
Сетки изготавливают из связанных между собой ячеек, причем ячейки выполнены из замкнутого отрезка каната, свитого из композитных жгутов, состоящих из минеральных, например стекло-, базальто- или углеродных волокон, пропитанных полимерным связующим, стойким к кислотной и щелочной среде, например, эпоксидной смолой ЭД-20.
Сетки с круглыми ячейками изготавливают на станках из отрезков готовых композитных жгутов, одновременно свивая жгуты в канат и, сцепляя ячейки друг с другом. Ячейки треугольной и квадратной формы изготавливают из жгутов соответствующей формы, которую придают ей в процессе формования после пропитки путем намотки на шаблон и последующего процесса термообработки (сушки или полимеризации).
Для случая низкой ЭПС, а также для армирования грунтовых насыпей, сетки целесообразно выполнять из ячеек треугольной формы, обеспечивающих более высокую жесткость на растяжение.
Сетки из композитного материала (стекло-, базальто- или углепластика) можно использовать для защиты склонов от камнепадов и селей, для изготовления габионов, в качестве ограждений лесов и пастбищ, виноградников и хранилищ, для подводной защиты пляжей от акул и других хищников, для защиты бухт и проливов от торпед и субмарин.
Сетки можно использовать для армирования грунтовых насыпей, оснований и покрытий автодорог, в качестве элемента противокарстовой защиты строящихся зданий и сооружений, а также в качестве элемента антисейсмической защиты в грунте. Стекло- и базальтопластики имеют объемный вес около 2 т/куб.м, что почти в 4 раза легче металла, прочность на растяжение - 800-2000 МПа, они не корродируют на воздухе, в морской воде и в грунте.
Источники информации:
1. Щербина Е.В. «Геосинтетические материалы в строительстве». АСВ, М, 2004.
2. ТУ-1275-001-75212412-04 «Сетки стальные заградительные кольчужного плетения», (прототип).