способ изготовления композитной арматуры

Формула изобретения

Способ изготовления композитной арматуры периодического профиля, включающий протягивание сформированного и пропитанного полимерным связующим полотна из нитей ровинга через отжимное устройство, устройство спиральной намотки и полимеризационную камеру, отличающийся тем, что из нитей ровинга после размотки формируют от 2 до 10 отдельных пучков, затем каждый пучок раздельно пропитывают полимерным связующим, отжимают, протягивают и формуют профиль арматуры путем объединения пучков ровинга в единый стержень при выполнении спиральной намотки обмоточным жгутом, причем угол схода пучков ровинга с формующего устройства, при котором осуществляется объединение пучков ровинга, равен 30-179°.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии изготовления арматурных элементов для армирования обычных и предварительно напряженных строительных конструкций.

Известен способ изготовления композитной неметаллической арматуры, приведенный в описании к патенту РФ №2194617 (опубл. 1981 г.) (метод полтрузии), включающий термообработку пучка волокон, формование поперечного профиля и полимеризацию связующего в термокамерах, причем формование изделия производится при протягивании пучка волокон, пропитанных полимерным связующим, через последовательно установленные термокамеры с фильерами постепенно уменьшающегося сечения, и поперечная обмотка осуществляется перед последней термокамерой.

Недостатком данного способа является невозможность изготовления композитной арматуры периодического профиля с высокими анкерующими свойствами.

Известен способ изготовления композитной неметаллической арматуры (Фролов Н.Л. «Стеклопластиковая арматура и стеклобетонные конструкции» (метод полтрузии), Москва, Стройиздат, 1980 г., стр.20-24), включающий протягивание сформированного и пропитанного полимерным связующим полотна из нитей ровинга через отжимное устройство, устройство спиральной намотки и полимеризационную камеру.

Недостатком данного способа является невысокая производительность.

Предлагаемым изобретением решается задача изготовления композитной арматуры периодического профиля с высокими анкерующими свойствами. Для достижения указанного технического результата в способе изготовления композитной арматуры - «нидлтрузия», включающем протягивание сформированного и пропитанного полимерным связующим полотна из нитей ровинга через отжимное устройство, устройство спиральной намотки и полимеризационную камеру, из нитей ровинга после размотки формируют от 2 до 10 отдельных пучков, затем каждый пучок раздельно пропитывают полимерным связующим, отжимают, протягивают и формируют профиль арматуры путем объединения пучков ровинга в единый стержень при выполнении спиральной намотки обмоточным жгутом, причем угол схода пучков ровинга с формующего устройства, при котором осуществляется объединение пучков ровинга, равен 30°-179°.

Отличительными признаками предлагаемого способа изготовления композитной арматуры от указанного выше наиболее близкого является то, что из нитей ровинга после размотки формируют от 2 до 10 отдельных пучков, затем каждый пучок раздельно пропитывают полимерным связующим, отжимают, протягивают и формируют профиль арматуры путем объединения пучков ровинга в единый стержень при выполнении спиральной намотки обмоточным жгутом, причем угол схода пучков ровинга с формующего устройства, при котором осуществляется объединение пучков ровинга, равен 30°-179°.

Благодаря наличию этих признаков при использовании данного способа получена композитная арматура периодического профиля с высокими анкерующими свойствами.

Способ изготовления композитной арматуры по предполагаемому изобретению осуществляется следующим образом. Ровинги из минеральных (стеклянных, базальтовых, углеродных и др.) или полимерных (капроновых, полиэфирных и др.) волокон, а также волокон растительного происхождения с бобин проходят через разделительное устройство, которое формируют от 2 до 10 отдельных пучков, камеру отжига, в которой пучки ровингов для удаления влаги подвергают тепловому воздействию при температуре 150-250°С. Подготовленные пучки ровингов в ванне пропитывают полимерным связующим, отжимают его излишки и протягивают по отдельным продольным каналам. Количество каналов должно быть не менее количества пучков ровинга. При выходе из каналов разделенные пучки ровингов сразу объединяются в единый стержень без предварительного нагрева путем осуществления спиральной намотки круглым обмоточным жгутом. За счет регулирования натяжения пучков ровингов несущего стержня и обмоточного жгута спиральная намотка жгута осуществляется с усилием, достаточным для его вдавливания в «сырой» стержень. Обмоточный жгут при обмотке одновременно формирует из пучков ровингов несущий стержень и создает рельефный спиральный профиль. Угол объединения пучков ровингов равен 30°-179°. При угле объединения менее 30° точка намотки находится на большом расстоянии от выхода из каналов и происходит скрутка пучков ровингов, что ухудшает прочность арматуры. При угле более 179° рельефность отсутствует. После осуществления спиральной обмотки изделие поступает в термокамеры для нагрева и полимеризации связующего. Отвержденное изделие разрезается на отрезки необходимой длины.

Пример. При изготовлении композитной арматуры периодического профиля с наружным диаметром 8 мм использовали наполнитель - базальтовый ровинг и связующее на основе эпоксидных смол.

Перед началом работы производится укладка 4 пучков волокон по 4 ровинга в каждом. При работе тянущий механизм перемещает пучки ровингов через разделительное устройство, обеспечивающее отсутствие касания отдельных пучков друг с другом, камеру отжига, в которой при температуре 150-250°С производится удаление влаги, затем через пропиточную ванну, в которой происходит насыщение пучков ровинга полимерным связующим, следом через отжимное устройство, производящее отжим излишнего полимера из волокон, потом через обмоточное устройство, производящее объединение пучков ровинга в единый стержень и формующее спиральный профиль при вдавливании обмоточного жгута в "сырой" стержень. После формования профиля изделие поступает в термокамеры для нагрева и отверждения полимерного связующего для получения необходимых свойств.

Полученная композитная арматура периодического профиля имеет несущий стержень суммарной плотностью 40320 тэкс, а обмоточный жгут производства 000 "АСП" г. Пермь имеет условный диаметр 2 мм и состоит из двух ровингов по 1680 тэкс, шаг навивки 12 мм, ширина навивки 3 мм, высота спиральной рельефности - 1,0 мм

При изготовлении композитной арматуры периодического профиля из волокнистых материалов по этому способу скорость протягивания составила 65 м/ч. Изделие имеет следующие данные:

- плотность 1,8 г/см³

- содержание связующего 26%

- степень полимеризации связующего 93%

- вес одного погонного метра 65 г

- разрушающее напряжение при разрыве _р=1331 МПа

- относительное удлинение при разрыве _p=2,5%

- модуль упругости при растяжении Е_р=47236 МПа

Прочность сцепления с бетоном класса В20 составляет 2000 Н/см.

При изготовлении композитной арматуры без применения данного способа арматура имеет разрушающее напряжение при разрыве 700 МПа

Как следует из результатов испытаний, реализация способа позволяет получить композитную арматуру периодического профиля с высокой анкерующей способностью, исключить протягивание волокон через термокамеры с фильерами, повысить производительность, сократить затраты на электроэнергию.