сетка арматурная для кирпичных конструкций

Формула изобретения

Сетка арматурная для кирпичных конструкций, состоящая из соединенных между собой и пересекающихся под прямым углом продольных и поперечных усилительных элементов, образующих квадратные ячейки, отличающаяся тем, что продольные и поперечные усилительные элементы выполнены из высокопрочных нитей с прочностью не менее 1000 МПа, соединенных между собой, в узлах пересечения усилительных элементов, основовязальным способом, например, из полиэфирной нити, образующей внутри каждой квадратной ячейки сетки арматурной дополнительную сетку с размером внутренней ячейки не более 1/4 от размера квадратной ячейки сетки арматурной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству армокаменных конструкций, а именно к производству кирпичных стеновых конструкций с поперечным армированием текстильными полотнами из высокопрочных нитей, и может быть использовано в отраслях, связанных со строительством объектов жилищно-гражданского и производственного назначения.

Известно, что при возведении многоэтажных жилых и общественных зданий из кирпича для усиления каменных конструкций кирпичную кладку армируют. Армирование каменных конструкций значительно повышает их несущую способность, монолитность и обеспечивает совместную работу отдельных частей зданий.

В строительстве применяют следующие виды армирования:

- поперечное (сетчатое с расположением арматурных сеток в горизонтальных швах кладки);

- продольное с расположением арматуры снаружи под слоем цементного раствора или в борозды, оставляемые в кладке;

- армирование (усиление) посредством включения в кладку железобетона;

- усиление посредством включения элемента в железобетонную или металлическую обойму из уголков.

Из патента РФ 2273705, кл. Е04С 5/07 известна арматурная сетка для армирования железобетонных конструкций, состоящая из пересекающихся под прямым углом и сваренных между собой продольных и поперечных проволок. Изготовление данной сетки связано с применением многоточечных решеткосварочных установок, работающих методом электрического сопротивления. Данный способ изготовления вызывает повреждаемость сетки в местах соединения проволок и может вызвать их смещение относительно друг друга, что неизбежно приведет к снижению армирующего эффекта.

Из [A.Peled, A.Bentur. Fabric structure and its reinforcing efficiency in textile reinforced cement composites. Composites: Part A, Volume 34, 2003, 107-118] известно армирование ткаными и вязаными полотнами бетонных конструкций, используемое в строительстве гражданских объектов. Различные тканые и вязаные полотна используются в качестве арматурной сетки с различной геометрией и способом соединения нитей в точках пересечения.

Основовязаное полотно со вставленной прямолинейной уточной нитью в направлении армирования, недостатком которого является обеспечение несущей способности конструкции только в направлении армирования.

Основовязаное полотно со вставленными протяжками уточной нити в виде зигзага. Недостатком является низкая эффективность армирования вследствие сложной геометрии со вставленной уточной нитью.

Тканое полотно с усилительными основными и уточными нитями из высокопрочных волокон. Недостатком указанного полотна также является невысокая эффективность армирования из-за того, что усилительные нити находятся в искривленной форме.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является поперечное (сетчатое) армирование кирпичной кладки арматурными сетками. Известна сетка арматурная [Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий. Каменные и армокаменные конструкции // Под общей редакцией С.А.Семенцова и В.А.Камейко. - М.: Издательство литературы по строительству, 1968. - С.61-64], состоящая из соединенных между собой и пересекающихся под прямым углом продольных и поперечных усилительных элементов, образующих квадратные ячейки с размерами сторон от 3×3 до 10×10 см с шагом 0,5 см. В качестве усилительных элементов используется стальная арматура круглого сечения.

Недостатком существующей армокаменной конструкции является ее теплотехническая неоднородность из-за наличия теплопроводных включений в виде металлических элементов арматурных сеток, имеющих большой коэффициент теплопроводности (см. табл.). В результате этого увеличиваются суммарные тепловые потери здания и, как следствие, затраты на его отопление. Кроме того, минимальная величина размеров ячейки металлической сетки не превышает 3×3 см. Данный размер ячейки не защищает кирпичную кладку от попадания раствора в пустоты кирпича, что также снижает сопротивление теплопередаче армокаменной стеновой конструкции.

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков армокаменной стеновой конструкции, а именно одновременное обеспечение комплекса свойств: требуемое расчетное сопротивление кладки, сопоставимое по численным значениям с сопротивлением сжатию кладок с сетчатым армированием из металлических сеток за счет высокой прочности сетки арматурной, что препятствует поперечному расширению кирпичной кладки при воздействии на нее вертикальных усилий; облегчение веса конструкции за счет снижения поверхностной плотности сетки; уменьшение теплопотерь из-за более низкого численного значения коэффициента теплопроводности по сравнению с металлами, что повышает сопротивление теплопередаче ограждающей стеновой конструкции и тем самым уменьшает теплопотери здания и повышает теплоизоляционные свойства кирпичных конструкций за счет предотвращения попадания строительного раствора в сквозные пустоты кирпича (см. табл.), а также уменьшение трещинообразования за счет отсутствия в кладке материалов, подверженных коррозии.

Поставленная задача достигается тем, что в горизонтальные швы кладки во время ее возведения укладывается сетка арматурная, состоящая из соединенных между собой и пересекающихся под прямым углом продольных и поперечных усилительных элементов, образующих квадратные ячейки, отличающаяся тем, что продольные и поперечные усилительные элементы выполнены из высокопрочных нитей, с прочностью не менее 1000 МПа, соединенных между собой, в узлах пересечения усилительных элементов, основовязальным способом, например, из полиэфирной нити, образующей внутри каждой квадратной ячейки сетки арматурной дополнительную сетку.

Существенным признаком заявляемого технического решения является совокупное использование продольных и поперечных усилительных элементов из высокопрочных нитей, с прочностью не менее 1000 МПа, соединенных между собой, в узлах пересечения усилительных элементов, основовязальным способом, например, из полиэфирной нити, образующей внутри каждой квадратной ячейки сетки арматурной дополнительную сетку с размером внутренней ячейки не более ¹/₄ от размера квадратной ячейки сетки арматурной. Совместного использования такого сочетания признаков в известном уровне техники авторами не обнаружено. Хотя известно использование продольных и поперечных усилительных элементов для армирования кирпичных конструкций [Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий. Каменные и армокаменные конструкции // Под общей редакцией С.А.Семенцова и В.А.Камейко. - М.: Издательство литературы по строительству, 1968. - С.61-64] и использование тканых и основовязаных полотен для армирования бетонных конструкций, используемое в строительстве гражданских объектов [A.Peled, A.Bentur. Fabric structure and its reinforcing efficiency in textile reinforced cement composites. Composites: Part A, Volume 34, 2003, 107-118]. Таким образом, только неразрывная совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение технического результата, изложенного выше и неравного сумме результатов от порознь частично известных признаков, что позволяет сделать вывод о существенности отличий.

На фиг.1 представлена сетка арматурная для кирпичных конструкций, состоящая из усилительных элементов, выполненных из высокопрочных нитей, проложенных с помощью концевой раскладки в продольном направлении сетки 1 и перпендикулярным им нитям 2. Усилительные элементы соединены между собой основовязальным рашельным способом переплетением трико с помощью грунтовых полиэфирных нитей 3. Экспериментальные данные показали, что использование другого вида переплетения грунтовых нитей для соединения усилительных элементов сетки не оказывает влияния на свойства сетки арматурной. Нити 1, 2, несущие нагрузку, состоят из высокопрочных волокон, например арамидных или стеклянных. На фиг.2 показана отдельная ячейка сетки арматурной 4 с внутренней ячейкой 5 дополнительной внутренней сетки. Ячейки дополнительной внутренней сетки имеют разную геометрическую форму, ограниченную петлями и протяжками грунтовых нитей разной формы и размера, но не превышающей 1/4 размера квадратной ячейки сетки арматурной.

Пример 1. Сетка арматурная вырабатывалась основовязаным рашельным способом переплетением трико с концевой раскладкой усилительных стеклянных нитей линейной плотностью 2400 текс в два сложения. В качестве грунтовых нитей использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 28,5 текс. Сетка изготовлена на основовязальной рашель-машине 6 класса. Сетка формировалась вязанием грунтовых нитей и одновременным прокладыванием усилительных нитей вдоль петельных рядов и петельных столбиков в каждом из них. Размер ячеек арматурной сетки составляет 3×3 см, а размеры внутренних ячеек, рассчитанные известным способом, составили не более ¹/₄ размера квадратной ячейки сетки арматурной. Поверхностная плотность сетки - 320 г/м². Прочность при разрыве сетки 72,6 кН/м.

Пример 2. Сетка арматурная вырабатывалась основовязаным рашельным способом переплетением трико с концевой раскладкой усилительных полиэфирных нитей линейной плотностью 4000 текс. Сетка изготовлена на основовязальной рашель-машине 6 класса. В качестве грунтовых нитей использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 28,5 текс. Сетка формировалась вязанием грунтовых нитей и одновременным прокладыванием усилительных нитей вдоль петельных рядов и петельных столбиков в каждом из них. Размер ячеек арматурной сетки составляет 3×3 см, а размеры внутренних ячеек, рассчитанные известным способом, составили не более ¹/₄ размера квадратной ячейки сетки арматурной. Поверхностная плотность сетки - 230 г/м². Прочность при разрыве сетки 79,2 кН/м.

Таблица
Сравнительная характеристика образцов сетки арматурной
	Прототип (металлическая сетка)	Заявляемое решение Пример 1 (стеклянная сетка)	Заявляемое решение Пример 2 (полиэфирная сетка)
Поверхностная плотность, г/м2	880	320	230
Прочность на разрыв, кН/м	22	25	25
Коэффициент теплопроводности, , Вт/м·K	65	0,9	2,6

Экспериментально было установлено, что использование предложенной сетки арматурной (примеры 1, 2) существенно уменьшает возможность проникновения строительного раствора внутрь кирпичной кладки. Фрагмент кирпичной кладки шириной 64 см был армирован сеткой. После затвердевания раствора был произведен демонтаж фрагмента и установлено, что попадание раствора в пустоты кирпичной кладки уменьшились на 70% по сравнению с металлической сеткой.