Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
REINFORCING CABLE HAVING INCREASED DEGREE OF BONDING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/168424
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention can be used in the production of prestressed reinforcement. The problem of interest consists in developing a reinforcing cable having an increased degree of bonding, said cable having guaranteed structural stability and providing an increased degree of bonding with concrete, durability, and stress relaxation resistance. In a reinforcing cable, a central wire (1) is disposed along the axis of the cable, and is configured with spiral grooves (2) having a pitch that is equal to the pitch of the lay of the cable. Strand wires of an inner layer are disposed within the grooves, each of said wires being in contact with the central wire and with two adjacent wires of the inner layer. Strand wires are helically arranged at equal intervals from one another in an outer layer, each of said wires being disposed in a groove between the strand wires of the inner layer, and being in contact with the latter.

Inventors:
ZARETCKII, Lev Markovich (ul. Leningradskaya, 18 kv. 16,g. Magnitogors, Chelyabinskaya obl. 0, 455000, RU)
KHARITONOV, Veniamin Alexandrovich (pr. K. Marksa, 45 kv. 1,g. Magnitogors, Chelyabinskaya obl. 0, 455000, RU)
Application Number:
RU2018/000114
Publication Date:
September 06, 2019
Filing Date:
March 01, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OBSCHESTVO S OGRANICHENNOI OTVETSTVENNOSTJU "ARMASTIL" (ul. Leningradskaya, 18 kv. 16,g. Magnitogors, Chelyabinskaya obl. 0, 455000, RU)
International Classes:
E04C5/08; D07B1/06
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Арматурный канат с повышенным сцеплением, состоящий из центральной проволоки и расположенных вокруг нее по спирали в два концентрических слоя повивочных проволок, причем на центральной проволоке выполнены в направлении свивки каната спиральные пазы с шагом, равным шагу свивки каната, повивочные проволоки внутреннего слоя расположены в данных пазах и каждая из них контактирует с центральной проволокой и двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, а во внешнем слое расположены по спирали через равные промежутки друг от друга повивочные проволоки, каждая из которых контактирует с двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, в пазу между которыми находится.

2. Арматурный канат по п.1, в котором имеются шесть повивочных проволок внутреннего слоя, каждая из которых находится в пазе на поверхности центральной проволоки, и три повивочные проволоки внешнего слоя.

3. Арматурный канат по п.1, в котором спиральные пазы на центральной проволоке выполнены с равными промежутками друг относительно друга.

4. Арматурный канат по п.1, в котором спиральные пазы на центральной проволоке выполнены с чередующимися большими и меньшими промежутками друг относительно друга.

5. Арматурный канат по любому из п.п. 1 - 4, в котором повивочные проволоки внешнего слоя имеют меньшее сечение по сравнению с повивочными проволоками внутреннего слоя.

6. Арматурный канат по любому из п.п. 1 - 5, в котором на обращенных друг к другу участках поверхности смежных повивочных проволок выполнены непрерывные по длине спиральные грани, а также выполнены спиральные грани на обращенных наружу участках поверхности повивочных проволок внутреннего слоя.

7. Арматурный канат по п.6, в котором также выполнены спиральные грани на обращенных наружу участках поверхности повивочных проволок внешнего слоя.

8. Арматурный канат по любому из п.п. 1— 7, в котором на поверхности по меньшей мере одной повивочной проволоки имеется периодический профиль.

9. Арматурный канат по п.8, в котором периодический профиль представляет собой наклонные выступы над поверхностью спиральных граней на обращенных наружу участках поверхности повивочных проволок.

10. Арматурный канат по любому из п.п. 1—9, в котором проволоки имеют антикоррозионное покрытие.

1 1. Арматурный канат по п.10, в котором основным компонентом антикоррозионного покрытия является цинк.

Description:
АРМАТУРНЫЙ КАНАТ С ПОВЫШЕННЫМ СЦЕПЛЕНИЕМ

Изобретение относится к канатному производству и может быть использовано при производстве напрягаемой арматуры, предназначенной для преднапряжения на упоры и постнапряжения с инжектированием каналов.

Известен арматурный семипроволочный канат по ГОСТ Р 53772-2010 состоящий из центральной проволоки с гладкой поверхностью и шести повивочных проволок с периодическим профилем в виде впадин серповидного сечения под цилиндрической образующей поверхности проволоки, расположенных тремя продольными рядами, при этом повивочные проволоки расположены по спирали вокруг центральной проволоки в один концентрический слой, в котором каждая повивочная проволока контактирует с центральной проволокой и двумя смежными повивочными проволоками.

Недостатком данной конструкции является относительно низкое сцепление с бетоном. Известный канат хотя формально и имеет дополнительное механическое сцепление в направлении ввинчивания, однако в целом не обеспечивает высокого сцепления с бетоном из-за малой высоты элементов периодического профиля, которые не позволяют сохранить механическое сцепление при Пуассоновом сужении каната в процессе его натяжения под действием приложенной к железобетону нагрузки. Кроме того, описанные элементы периодического профиля передают напряжение арматуры посредством нагружения на смятие/срез на непосредственно находящиеся во впадинах фрагменты бетона, передающий нагрузку на массив посредством касательных напряжений. Также низкое сцепление обусловлено узкими промежутками между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок, не оставляющими пространства для формирования прочных гребней бетона под образующей каната. Другим недостатком известного арматурного каната является снижение выносливости и релаксационной стойкости относительно аналогичного каната из гладких проволок. Оно связано с тем, что периодический профиль формирует многочисленные концентраторы напряжений, которые сами по себе снижают механические свойства и, кроме того, периодический профиль на контактирующих поверхностях обусловливает точечный контакт между смежными проволоками, что дополнительно усиливает концентрацию напряжений, а также снижает релаксационную стойкость из-за локального внедрения смежных проволок друг в друга в точках контакта и вызванных этим смещения на меньший радиус укладки и непосредственного увеличения длины проволок, приводящих к увеличению длины каната при работе в конструкциях и, как следствие, снижению предварительного натяжения.

Наиболее близким аналогом каната согласно настоящему изобретению является арматурный канат по патенту RU 2431024, содержащий центральную проволоку и навитые вокруг нее по спирали повивочные проволоки с периодическим профилем. Периодический профиль выполнен в виде наклонных выступов над образующей обжатой поверхности каната, а участки поверхности проволок, контактирующие с другими проволоками, выполнены в форме спирально расположенных плоских площадок. Периодический профиль нанесен на наружный участок поверхности повивочных проволок, а промежутки между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок имеют увеличенные по сравнению с промежутками в круглопроволочном канате размеры за счет формы сечения проволок и расположения проволок, имеющих выходящие на наружную поверхность каната участки, в два слоя таким образом, чтобы контур, соединяющий по касательной наружные участки проволок повива, был приближен к треугольнику со скругленными углами. Известный канат имеет высокое сцепление за счет развитых наклонных поверхностей, сформированных закрученным по спирали треугольным сечением, что позволяет передавать напряжение арматуры бетону посредством реакций опоры - т.е. нормальных напряжений, допустимая величина которых выше, чем касательных, а также не утрачивать контакта между поверхностями бетона и арматуры при ее Пуассоновом сужении. При этом большие промежутки между описанной вокруг сечения каната окружностью и поверхностью наружных проволок, оставляющие пространство для формирования прочных гребней бетона под образующей каната, и увеличенный контур обволакивания являются дополнительными факторами увеличения сцепления.

Кроме того, известный канат обладает повышенной относительно предыдущего рассмотренного аналога выносливостью за счет поверхностного контакта между проволоками, меньшего количества элементов периодического профиля и их расположения только на участках проволок, выходящих на наружную поверхность каната, и над пластически обжатой поверхностью, что снижает концентрацию напряжений при нанесении.

Недостатком известной конструкции каната является недостаточная стабильность высокого сцепления, которую ограничивает структурная неустойчивость каната, вызванная возможностью при прохождении каната по шкивам и направляющим в процессе производства вдавить одну из повивочных проволок внешнего слоя на меньший радиус между повивочными проволоками внутреннего слоя со сдвигом их в стороны, в результате чего заданное взаимоположение проволок утрачивается и внешняя поверхность каната теряет наклонные поверхности, обеспечивающие сцепление через расклинивание. Такое изменение конфигурации каната приводит к кратному снижению его сцепления с бетоном. Также локальные изменения конфигурации каната приводят к повышенным нагрузкам на проволоки в местах изменения их взаимоположения, что негативно влияет на выносливость и релаксационную стойкость каната.

Задачей изобретения является разработка такого арматурного каната с повышенным сцеплением, который обладал бы гарантированной структурной устойчивостью и за счет этого в полной мере обеспечивал повышенное сцепление с бетоном, выносливость и релаксационную стойкость.

Указанная задача решается тем, что в арматурном канате с повышенным сцеплением, состоящем из центральной проволоки и расположенных вокруг нее по спирали в два концентрических слоя повивочных проволок, на центральной проволоке выполнены в направлении свивки каната спиральные пазы с шагом, равным шагу свивки каната, а повивочные проволоки внутреннего слоя расположены в данных пазах и каждая из них контактирует с центральной проволокой и двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, а во внешнем слое расположены по спирали через равные промежутки друг от друга три повивочные проволоки, каждая из которых контактирует с двумя смежными повивочными проволоками внутреннего слоя, в пазу между которыми находится. При этом наиболее рациональной является конструкция каната с шестью повивочными проволоками внутреннего слоя, каждая из которых расположена в пазе на поверхности центральной проволоки, и тремя повивочными проволоками внешнего слоя.

Выполнение центральной проволоки со спиральными пазами обеспечивает жесткую фиксацию положения всех повивочных проволок внутреннего слоя относительно центральной проволоки и исключает вдавливание повивочной проволоки внешнего слоя между проволоками внутреннего со сдвигом их в стороны. Тем самым обеспечивается устойчивость необходимой конфигурации каната. При этом спиральные пазы на центральной проволоке могут быть выполнены как с равными, так и с чередующимися большими и меньшими промежутками друг относительно друга.

Повивочные проволоки внешнего слоя могут быть выполнены с меньшим сечением по сравнению с повивочными проволоками внутреннего слоя.

На обращенных друг к другу участках поверхности смежных повивочных проволок, а на обращенных наружу участках поверхности повивочных проволок внутреннего слоя могут быть выполнены непрерывные по длине спиральные грани. Также могут быть выполнены спиральные грани на обращенных наружу участках поверхности повивочных проволок внешнего слоя.

На поверхности одной или нескольких повивочных проволок может быть выполнен периодический профиль. Например, периодический профиль может представлять собой наклонные выступы над поверхностью спиральных граней на обращенных наружу участках поверхности повивочных проволок.

При этом проволоки каната могут иметь антикоррозионное покрытие - например, на основе цинка.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично изображен внешний вид арматурного каната с повышенным сцеплением конструкции 1+6+3;

на фиг. 2 схематично изображено поперечное сечение арматурного каната, изображенного на Фиг. 1.

Арматурный канат согласно одному из вариантов осуществления изобретения представлен на фиг. 1 - 2. По оси каната расположена прямолинейная центральная проволока 1 с шестью спиральными пазами 2 на поверхности, в которых расположены шесть повивочных проволок 3 внутреннего слоя, плотно прилегающих друг к другу и к пазам 2 центральной проволоки 1. В промежутках между повивочными проволоками 3 внутреннего слоя расположены три повивочные проволоки 4 внешнего слоя, плотно прилегающие к повивочным проволокам 3 внутреннего слоя. Участки поверхности повивочных проволок 3 внутреннего слоя, контактирующие с поверхностью смежных повивочных проволок 3 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя, а также участки поверхности повивочных проволок 4 внешнего слоя, контактирующие с поверхностью повивочных проволок 3 внутреннего слоя, выполнены в форме спиральных граней 5, представляющих собой линейчатые участки поверхности указанных проволок, имеющие видимые невооруженным взглядом границы с остальной поверхностью указанных проволок. На участках повивочных проволок 3 внутреннего слоя и повивочных проволок 4 внешнего слоя, выходящих на наружную поверхность каната, имеются спиральные грани 6 и 7 соответственно, при этом на каждой повивочной проволоке 3 внутреннего слоя имеется одна спиральная грань 6, а на каждой повивочной проволоке 4 внешнего слоя имеются две спиральные грани 7. На поверхности повивочных проволок 3 внутреннего слоя нанесен периодический профиль в виде выступов 8 над образующей спиральной грани 6.

Описанное конструктивное выполнение арматурного каната позволяет обеспечить максимальную структурную устойчивость каната.

Изготавливают арматурный канат следующим образом.

Предварительно изготавливают проволоку 1 с нанесенными на поверхность спиральными пазами 2, проволоки 3 и 4 круглого сечения. При изготовлении проволоки могут быть покрыты антикоррозионным покрытием, например, на основе цинка. Далее проволоки свивают между собой в канат с помощью любой известной канатовьющей машины, например, бугельного типа. Непосредственно в очаге свивки каната его подвергают обжатию в роликовом калибре с наклонными роликами, вращающемся совместно с ротором канатовьющей машины. В результате обжатия проволоки плотно прижимаются друг к другу и деформируются, при этом на контактирующих друг с другом поверхностях повивочных проволок 3 и 4 внутреннего и внешнего слоев соответственно формируются спиральные грани 5, а на поверхности каната в местах взаимодействия повивочных проволок 3 и 4 с роликами калибра формируются спиральные грани 6 и 7 соответственно. Одновременно с обжатием каната на повивочные проволоки 3 внутреннего слоя наносят периодический профиль в виде выступов 8 над образующей спиральной грани 6.

Далее сформированный канат натягивают до усилия, составляющего 30- 80% от усилия разрыва, посредством любого известного способа - например, между двумя кабестанами, каждый из которых представляет собой набор из приводного и неприводного либо двух приводных шкивов. В промежутке между прохождением первого и второго кабестанов, когда арматурный канат находится в прямолинейном состоянии под натяжением, осуществляют его нагрев до температуры 370 - 430 градусов посредством индуктора, после чего осуществляют принудительное охлаждение натянутого каната также в промежутке между первым и вторым кабестанами.

По завершении охлаждения канат проходит через второй кабестан и поступает на катушку-накопитель. После того, как канатовьющая машина израсходует проволоку хотя бы на одной из установленных в ее роторе или на внешней размотке катушек, технологический процесс прерывают для заправки канатовьющей машины проволокой, одновременно с этим производят замену катушки-накопителя аналогичной пустой катушкой-накопителем, а заполненную катушку-накопитель сдвигают вбок на участок перемотки, где намотанный на катушку-накопитель готовый канат перематывают на тарные катушки или в бухты и упаковывают известными способами.