Фибра из стальной проволоки для армирования строительных изделий

(51)04 5/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ФИБРА ИЗ СТАЛЬНОЙ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество ТАНИС(72) Авторы Прохоренко Валерий Павлович Горовцов Валерий Павлович Герасимов Антон Валерьевич Гарбузов Андрей Александрович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество ТАНИС(57) 1. Фибра из стальной проволоки для армирования строительных изделий, преимущественно, из бетона, включающая периодический нитевидный профиль в форме выступов и впадин с заданным шагом, отличающаяся тем, что длина фибры связана с шагом периодического нитевидного профиля фибры следующим соотношением В/Д(2,04,0)/(3,06,0), где В - длина дискретного элемента фибры, мм Д - шаг периодического нитевидного профиля фибры, мм шаг периодического нитевидного профиля фибры связан с высотой периодического нитевидного профиля следующим соотношением Д/С(2,03,0)/(6,05,5), где Д - шаг периодического нитевидного профиля фибры, мм,С- высота периодического нитевидного профиля,длина фибры связана с высотой периодического нитевидного профиля следующим соотношением В/С(6,015,0)/(14,028,0), где В - длина дискретного элемента фибры, мм,С- высота периодического нитевидного профиля, мм. 2. Фибра по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена из высокоуглеродистой стали или из низкоуглеродистой стали, соответственно, с покрытием латунным, бронзированным, медным или без покрытия. 1811 Полезная модель относится к производству и конструированию фибры металлической и может быть использована при производстве предназначенной для армирования бетона,резинотехнических изделий, дорожных покрытий. Известна конструкция фибры из низкоуглеродистой стали для армирования строительных изделий, преимущественно, из бетона,включающая ленточно-плоский периодический -образный профиль в форме выступов и впадин с заданным шагом 1. Способ изготовления фибры включает получение полосы заданной толщины, раскрой полосы и вырубка фибры заданного -образного профиля. Достоинство фибры заключается в высокой адгезии формы профиля к бетонной матрице. Однако известная конструкция фибры обладает низкой технологичностью. При ее введении в бетонную смесь наблюдается схватывание зацеплением элементов фибры между собой. Это приводит к неоднородности ее распределения в бетонной матрице и, следовательно, к неоднородности механических свойств получаемого строительного изделия,что не всегда технологично. Кроме того, фибра из низкоуглеродистой стали имеет невысокие механические характеристики, а впадины -образного профиля являются концентраторами внутренних напряжений для материала фибры. Способ изготовления фибры полосы обладает многодельностью производства и для обеспечения высокой производительности при изготовлении требует сложного штампового вырубного инструмента, рабочие элементы которого должны обладать повышенной стойкостью. В качестве прототипа принята конструкция фибры, получаемой из круглой проволочной заготовки для армирования изделий, преимущественно, из бетона, включающая периодический волнистый нитевидный профиль в форме выступов и впадин, расположенных с заданным шагом 2. Способ изготовления фибры из проволочной заготовки включает ее подачу заготовки,плющение, профилирование и разделение на мерные отрезки посредством ультразвукового инструмента. Достоинство фибры заключается в том, что она относится к классу фибры, получаемой в виде высокотонкого волокна и может быть использована при производстве легких тонкостенных конструкций плит на основе, бетонополимера, полимера, резинополимера и т.п. Конструкция фибры по прототипу обладает теми недостатками, что и известные аналоги и имеет ограниченное применение, вследствие специфики технологии ее изготовления. Известные конструкции фибры имеют произвольно заданные соотношения длины,диаметра и шага профиля, что, как показывает практика, недостаточно для получения заданных физико-механических характеристик армируемых фиброй изделий. При введении в бетонную смесь известной фибры также наблюдается комкование элементов фибры между собой. Это приводит к неоднородности ее распределения в бетонной матрице и, следовательно, к неоднородности механических свойств получаемого строительного изделия, что не всегда технологично. Кроме того, фибра из медной проволоки имеет ограниченное применение вследствие низких механических характеристик и склонностью к коррозии, например, в бетонной матрице. Получение стальной фибры известным способом не обеспечивает высокой производительности для современной строительной индустрии. Недостаток известных конструкций проявляется в низкой долговечности, низкой коррозионной стойкости и склонности к разрушению, а так же ее высокая себестоимость и не всегда приемлемая технологичность для производителя фибры. В основу полезной модели поставлена задача расширения технологических возможностей использования фибры для сталефибробетона и повышение служебных характеристик, армируемых фиброй изделий. 2 1811 Поставленная задача достигается тем, что в конструкции фибры из стальной проволоки для армирования строительных изделий, преимущественно, из бетона, включающей периодический нитевидный профиль в форме выступов и впадин с заданным шагом, согласно полезной модели, длина фибры связана с шагом периодического нитевидного профиля фибры следующим соотношением В/Д(2,04,0)/(3,06,0), где В - длина дискретного элемента фибры, мм Д - шаг периодического нитевидного профиля фибры, мм шаг периодического нитевидного профиля фибры связан с высотой периодического нитевидного профиля следующим соотношением Д/С(2,03,0)/(6,05,5), где Д - шаг периодического нитевидного профиля фибры, мм С- высота периодического нитевидного профиля длина фибры связана с высотой периодического нитевидного профиля следующим соотношением В/С(6,015,0)/(14,028,0), где В - длина дискретного элемента фибры, мм С - высота периодического нитевидного профиля, мм. Фибра может быть выполнена из высокоуглеродистой стали или из низкоуглеродистой стали с покрытием латунным, бронзированным, медным или без покрытия. Технический результат при использовании новой конструкции фибры проявляется в повышении армирующей способности фиброй строительного бетона путем увеличения прочностных свойств и коррозионной стойкости сталефибробетона. Для лучшего понимания полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре 1 - общий вид конструкции волнистой фибры синусоидальной формы. Конструкция фибры 1 из стальной проволоки включает периодический нитевидный профиль в форме выступов 2 и впадин 3 с заданным шагом Д периодического нитевидного профиля фибры 1, длиной В, диаметром А проволоки и высотой профиля фибры С. Проведенные заявителем экспериментальные работы по конструированию и испытанию фибры позволили выявить неочевидные соотношения размерных параметров фибры,в которых длина фибры связана с шагом периодического нитевидного профиля фибры следующим соотношением В/Д(2,04,0)/(3,06,0), где В - длина дискретного элемента фибры, мм Д - шаг периодического нитевидного профиля фибры, мм шаг периодического нитевидного профиля фибры связан с высотой периодического нитевидного профиля следующим соотношением Д/С(2,03,0)/(6,05,5), где Д - шаг периодического нитевидного профиля фибры, мм С - высота периодического нитевидного профиля длина фибры связана с высотой периодического нитевидного профиля следующим соотношением В/С(6,015,0)/(14,028,0), где В - длина дискретного элемента фибры, мм С - высота периодического нитевидного профиля, мм. Фибра может быть выполнена из высокоуглеродистой стали или из низкоуглеродистой стали с покрытием латунным, бронзированным, медным или без покрытия. Выбор марки стали высокоуглеродистой или низкоуглеродистой с покрытием латунным, бронзированным, медным или без покрытия осуществляют в зависимости от состава сталефиробетона, его назначения и применяемых для данной марки бетона поверхностноактиных веществ, гидрофобных и других добавок. 3 1811 Данные экспериментальных исследований сведены в таблицу. Таблица 1 Длина фибры (В), мм Как следует из анализа экспериментально разработанных табл. 1, 2, табл. 1 оптимизирует геометрические размерные параметры стальной фибры, а табл. 2 оптимизирует соотношения между геометрическими размерными параметрами стальной фибры. Запредельные значения соотношений по таблице 2 сужают технологические возможности фибры по полезной модели. 4 1811 По сравнению с известной конструкцией фибры, заявленная конструкция фибры с новым соотношением геометрических параметров позволила расширить класс изготавливаемых изделий и дифференцировать их механические характеристики. Заявленная конструкция фибры может быть эффективно применена в конструктиве сталефибробетона для изготовления следующего перечня изделий банковские и сейфовые хранилища подверженные динамическим воздействиям площадки для запуска ракет, дорожные и аэродромные покрытия, проезжие части мостов, мостовые конструкции, полы промышленных зданий, береговые укрепительные сооружения, волноломы, грузовые покрытия портовых причалов, свайные фундаменты, помещения повышенной надежности сооружения специального назначения тюбинги для коллекторных тоннелей, корпуса реакторов, склады взрывчатых веществ, напорные трубы, опоры контактной сети тонкостенные пространственные конструкции опорные узлы предварительно напряженных конструкций сейсмостойкие здания ограждающие конструкции, тонкие трехслойные облицовочные плиты, лестничные марши, элементы гаражей-стоянок изделия сложной конфигурации из сталефибробетона сталефибробетонные шпалы смотровые колодцы. Промышленное освоение новой конструкции фибры готовится в Беларуси и СНГ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.