арматура стеклопластиковая (варианты)

Формула изобретения

1. Арматура стеклопластиковая, содержащая несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, отличающаяся тем, что уступы выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом, равным 1/21/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность несущего стержня.

2. Арматура по п.1 отличающаяся тем, что диаметр навивки жгута составляет до 2d, где d - диаметр несущего стержня.

3. Арматура стеклопластиковая, содержащая несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, отличающаяся тем, что уступы выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом, равным 1/21/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность несущего стержня, а также наличием на стержне чередующихся с уступами спиральных углублений в виде канавок.

4. Арматура по п.3, отличающаяся тем, что диаметр навивки жгута составляет до 2d, где d - диаметр несущего стержня.

5. Арматура стеклопластиковая, содержащая несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, отличающаяся тем, что уступы выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом, равным 1/21/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность несущего стержня, при этом стержень снабжен вторым жгутом нитей с противоположным направлением навивки первому, причем диаметр навивки первого жгута составляет до 2d, где d - диаметр несущего стержня.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, а именно к стеклопластиковой арматуре, которая применяется для армирования термоизоляционных стеновых конструкций, монолитных железобетонных и сборных конструкций; для использования в конструктивных элементах зданий в виде отдельных стержней; для армирования грунта основания зданий и сооружений, в том числе оснований автомагистралей и дорог; для анкеровки в грунте подпорных стен и сооружений.

Известен арматурный элемент, состоящий из стержня, выполненного на основе полимерных материалов. (Рекомендации по определению областей эффективного использования стеклопластиковой арматуры ИС и А Госстроя БССР, Минск, 1973, с. 12-13). Недостатком такого арматурного элемента является низкая степень сцепления его с бетоном.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является арматурный элемент, содержащий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами (Фролов В.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные конструкции, Москва, Стройиздат, 1980, с. 20-27).

Устройству-прототипу присущи недостатки аналога.

Задачей создания изобретения является разработка конструкции стеклопластиковой арматуры с более высокой анкерующей способностью.

Указанная задача изобретения решается путем выполнения стеклопластиковой арматуры, содержащей несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, таким образом, что уступы выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом, равным 1/2-1/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность несущего стержня, а диаметр навивки жгута выполнен до 2d, где d - диаметр несущего стержня.

Согласно второму варианту изобретения арматура стеклопластиковая содержит несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, выполненными в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом, равным 1/2-1/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность несущего стержня, а также чередующиеся на стержне с уступами спиральные углубления в виде канавок, при этом диаметр навивки жгута составляет до 2d, где d - диаметр несущего стержня. Согласно третьему варианту изобретения арматура стеклопластиковая содержит несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку с уступами, которые выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим и спирально нанесенных с натягом, равным 1/2-1/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность несущего стержня, при этом стержень снабжен вторым жгутом нитей с противоположным направлением навивки первому, второй жгут нитей предпочтительно выполнен а диаметром меньше первого жгута, а диаметр навивки первого жгута составляет до 2d, где d - диаметр несущего стержня.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена арматура стеклопластиковая с уступами в виде жгута нитей, спирально нанесенных на поверхность стержня; сечения - общий вид фиг. 2; фиг.3 - уступы с натягом 1/2Д₁; фиг.4 - уступы с натягом 1/10Д₁; фиг.5 - арматура со спиральными углублениями; фиг. 6 - арматура с чередующимися уступами спиральных углублений; фиг.7 - сечение по А-А фиг.6; фиг.8 - арматура со вторым жгутом нитей, с противоположным направлением навивки первому.

Арматура стеклопластиковая (фиг.1) по первому варианту содержит несущий стержень 1 из высокопрочного полимерного материала (например, стекловолокно ГОСТ 17139-79, СВМ ТУ 6-06-1153-78) и обмотку с уступами 2. Уступы 2 выполнены в виде жгута нитей, пропитанных связующим (например, эпоксидная смола ЭД= 20 ГОСТ 10587-84 или полиэфирные смолы). Уступы 2 нанесены спирально с натягом, равным 1/10 (фиг.4), 1/2 (фиг.3) диаметра вдавливания жгута в поверхность несущего стержня 1. Диаметр навивки жгута составляет до 2d, где d - диаметр несущего стержня 1.

По второму варианту изобретение (фиг.6) характеризуется тем, что арматура содержит несущий стержень 5, выполненный из материала, как в варианте 1, имеет обмотку с уступами 6 спирально нанесенных с натягом, равным 1/2-1/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность стержня 5. На стержне 5 чередуются с уступами 6 в виде жгута нитей, спиральные углубления в виде канавок 7. Диаметр навивки жгута составляет 2d. Анкерующая поверхность стержня 5 F_f=F₁+F₂ (фиг.7).

По третьему варианту изобретение (фиг. 8) характеризуется тем, что на несущий стержень 8 нанесена обмотка из двух жгутов нитей, первый 9 нанесен на поверхность с натягом 1/2-1/10 диаметра вдавливания жгута в поверхность стержня 8, а второй жгут нитей 10 нанесен на поверхность стержня 8 с противоположным направлением навивки первому 9. Второй жгут 10 выполнен диаметром меньше первого жгута 9. Диаметр навивки первого жгута 9 составляет до 2d, где d - диаметр стержня 8.

Арматуру изготавливают методом продольно-поперечной намотки из высокопрочного полимерного материала (стекловолокно), пропитанного эпоксидным компаундом на основе смолы ЭД-20 с отвердителем в соотношении, указанном в рецептуре (см. патент США 48297333, кл. 52-309.11, 1989 г.).

После отверждения, полученный стержень разрезают на отрезки необходимой длины. Способ получения арматуры прост, технологичен, не требует разработки специального оборудования и не требует дополнительных капитальных затрат.

Арматура предназначается в качестве связующих элементов в наружных ограждающих конструкциях жилых и общественных зданий и сооружений, выполненных из бетона, кирпича и естественного камня (кроме пустотелых), при устройстве наружной теплоизоляции с тонкой штукатуркой по утеплителю, а также для армирования бетонных изделий.

Пример конструкции стен со стеклопластиковой арматурой. Наружный слой стены, обычно 120 мм кладется из облицовочного керамического или силикатного кирпича. Теплоизоляционный слой, толщина которого 120-150 мм, выполняется из минераловатной плиты или пенополистирола. Внутренний, несущий слой делается из кирпича, а толщина его определяется расчетом на несущую способность. Облицовочный слой связывается с несущим с предложенной стеклопластиковой арматурой в виде стержней. Использование арматуры стеклопластиковой снижает затраты на общее утепление за счет уменьшения толщины утеплителя и в 2,5 раза дешевле, например, стоимости нержавеющей арматуры. Трехслойную монолитную стену возможно возводить из тяжелого бетона. Теплоизоляционный слой выполняют из пенополистирола, толщину которого определяют расчетом. Защитный слой крепят через утеплитель к несущему гибкими связями в виде арматуры стеклопластиковой. Арматура служит фиксатором пенополистирола в опалубке при бетонировании.

Использование изобретения в строительстве позволяет:

- снизить потери тепла в зданиях;

- снизить затраты на теплоизоляционный материал;

- уменьшить суммарную толщину, что снижает общие затраты на строительство и возведение стен, габариты и вес строительных конструкций и фундамента. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "промышленная применимость".

Ниже приведен пример испытаний стеклопластиковых анкеров в кирпичной кладке. Цель испытаний - определение усилия выдергивания стеклопластиковых анкеров из кирпичной кладки. Изготовлен фрагмент кладки размером 380х510х500 мм из кирпича марки К100 и раствора марки М100. Толщина швов в кладке 15 мм. В швах кладки просверлили отверстия диаметром 10 мм и глубиной 100 мм. В отверстии на глубину 95 мм были установлены и замоноличены анкеры из стеклопластиковой арматуры Бийского завода (пат. РФ 2142039) диаметром 5,5 мм в количестве 3 штук и опытные образцы анкеров согласно изобретению, диаметром 5,5 мм со спиральной навивкой в количестве 6 штук. Заделку анкеров в швы кладки производили раствором М100 того же состава, который использовался при изготовлении кладки.

В возрасте 28 суток, с момента заделки анкеров, производили испытания на определение усилия вырывания из кладки установленных анкеров. При определении усилия выдергивания стеклопластиковых анкеров Бийского завода наблюдался рост до момента сдвига анкера, однако, полного выдергивания анкеров не произошло. При повторном нагружении усилие выдергивания достигало первоначального. При этом анкеры свободно выдергивались из кладки. Усилия выдергивания образцов Бийского завода составили 30-36 кгс.

Усилие выдергивания опытных образцов согласно изобретению производилось до момента сдвига анкера, причем при повторном нагружении усилие достигало первоначального или даже превышало его. Для опытных образцов показаны минимальные значения усилия вырывания. Усилия выдергивания опытных образцов составили 60-170 кгс (в среднем около 100 кгс).

По результатам испытаний можно сделать вывод, что опытные образцы анкеров имеют усилия выдергивания минимум в 2-3 раза больше, чем образцы Бийского завода. Причем усилие полного выдергивания опытных образцов гораздо больше.

Следовательно, анкерующая способность предлагаемой арматуры значительно выше, чем у применяемой в строительстве стеклопластиковой арматуры.