Технологическая линия для изготовления армирующих стержней из композиционного материала

Изобретение относится к технологическим линиям для изготовления неметаллической арматуры для армирования строительных конструкций, а именно стержней из композиционного материала. Технологическая линия включает шпулярник, узел ориентирования и натяжения армирующих нитей, устройство для нагрева или отжига армирующих нитей, узел пропитки связующим, формообразующее устройство, обмотчик, узел нанесения абразива, полимеризационную камеру, тянущее и отрезное устройства. Абразив наносится на стержень до его поступления в полимеризационную камеру, при этом исключаются последующие операции по нанесению дополнительного слоя связующего для приклеивания абразива, что позволяет отказаться от дополнительных печей для его отверждения и позволяет при той же длине линии по сравнению с прототипом увеличить производительность линии в 2 раза и улучшить потребительские свойства, изготавливаемых стержней.

Полезная модель относится к технологическим линиям для изготовления стержней из композиционного материала, а именно для изготовления неметаллической арматуры, используемой для армирования строительных конструкций.

Для хорошего сцепления с бетоном стальная арматура имеет определенный рельеф поверхности. Однако простое создание рельефности на композиционной арматуре оказывается недостаточным, бетон не имеет такой адгезии к композиту, как к стали.

Известна технологическая линия для изготовления неметаллической арматуры, включающая, устройство для подачи стержней из композиционного материала, ванну для неотвержденного связующего, устройство для нанесения связующего, питатель песка и полимеризационную камеру (SU 642449, кл. E04C 5/07, опубл. 15.01.79 г.).

Данная технологическая линия позволяет наносить наружное песчаное (абразивное) покрытие на поверхность композитной арматуры с целью улучшения ее сцепления с бетоном, т.к. песок на поверхности арматуры обладает теми же адгезионными свойствами, что и песок, входящий в состав бетонной смеси.

Известна также установка для нанесения анкерных зацепов в виде абразивного покрытия на арматурный стержень из композиционного материала, которая включает установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой приводным цепным конвейером устройство для подачи стержней с нагревательными элементами для их обогрева, укладчик стержней, узел нанесения связующего, узел нанесения абразивного материала (песка) и печь отверждения (полимеризации) связующего (RU 2203372, кл. E04C 5/07, опубл. 2003 г.)

Недостатком известных устройств является то, что абразивное (песчаное) покрытие наносится на уже готовый стержень, после чего стержень вновь необходимо пропускать через полимеризационную камеру, для отверждения связующего (клеевого слоя) песчаного покрытия, при этом получается, что песчаное покрытие, нанесенное на уже отвержденный стержень, держится на нем только за счет адгезионных сил клеевого слоя, прочность которого ниже прочности связующего стержня. В щелочной среде бетона в первую очередь разрушается клеевой слой под песчаным покрытием, и оно теряет связь со стержнем.

Прототипом предлагаемой полезной модели является технологическая линия для изготовления арматуры из композиционного материала, включающая шпулярник, узел ориенирования и натяжения армирующих нитей, камеру отжига, узел пропитки армирующих нитей связующим, формовочный узел с блоком фильер и обмотчиком, полимеризационные камеры, узел нанесения абразива, тянущее устройство, узлы сматывания и резки арматуры (RU 2075577, кл. E04C 5/00, E04C 5/07, опубл. 1997 г).

Указанная технологическая линия имеет те же недостатки, кроме того, обладает низкой производительностью из-за дополнительной операции полимеризации после нанесения абразива.

Техническая задача предлагаемой полезной модели заключается в создании технологической линии высокой производительности, позволяющей выпускать арматуру с улучшенными потребительскими свойствами.

Для получения указанного технического результата на технологической линии для изготовления арматуры из композиционного материала, включающей шпулярник, узел ориентирования и натяжения армирующих нитей, устройство для нагрева или отжига армирующих нитей, узел пропитки связующим, формообразующее устройство, обмотчик, полимеризационную камеру, узел нанесения абразива, тянущее и отрезное устройства, согласно предлагаемому изобретению, узел нанесения абразива установлен перед полимеризационной камерой.

Отличительным признаком предлагаемого полезной модели является иной порядок выполнения операции нанесения абразивного покрытия.

Для создания надежного сцепления арматурного стержня с бетоном на уровне прочности композита предлагаемая технологическая линия позволяет наносить на поверхность стержня абразивную (песчаную) посыпку на неотвержденный стержень сразу после обмотчика, до поступления стержня на отверждение (полимеризацию). При этом, для получения абразивного покрытия на стержне, не требуется нанесения дополнительного слоя связующего для приклеивания абразивного материала и становится возможным отказаться от дополнительных полимеризационных камер для отверждения клеевого слоя. Т.к. песок наносится не на готовый стержень, а в процессе изготовления стержня, это позволяет при той же длине линии по сравнению с прототипом увеличить производительность линии в 2 раза и получить песчаное покрытие, закрепленное связующим материалом самого стержня.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой технологической линии для изготовления армирующих стержней из композиционного материала.

Технологическая линия содержит, последовательно установленные:

1. Шпулярник внутренней размотки нитей, который служит для размещения необходимого количества бобин с армирующими нитями (ровингом).

2. Узел ориентирования и натяжения ровинга.

3. Устройство подогрева ровинга. Представляет собой стальной отражатель с установленными внутри нагревателями.

4. Узел пропитки ровинга связующим. Состоит из стальной емкости (ванны) с фильеродержателем и рамки для погружения ровинга в связующее.

5. Оплеточное устройство.

6. Узел нанесения абразива (песка). Представляет собой емкость с песком и воронкообразный сборщик песка между которыми расположен транспортер.

7. Полимеризационная камера. Туннельная неметаллическая печь, например, керамическая длиной 6,5-10 м.

8. Шкаф управления с контрольно-измерительной аппаратурой.

9. Стойка для туннельной печи. Представляет собой металлическую конструкцию, служащую для поддержания агрегатов линии на определенной высоте и соединения их в единое целое. В стойке проложены кабели электропитания, пневмолиния.

10. Устройство протяжки арматуры. Тянущий механизм ременного типа, изменение скорости протяжки которым осуществляется за счет частотного регулирования.

11. Автоматический отрезной механизм. Состоит из счетчика метража арматуры, электродвигателя, шпинделя, системы горизонтального и вертикального перемещения.

Устройство протяжки и отрезной механизмы смонтированы на единой раме.

Изготовление стержней осуществляется следующим образом: бобины (стекло - или базальтового) ровинга устанавливают на шпулярнике 1 в количестве, достаточном для изготовления стержней диаметром 6 мм. Ванну узла пропитки 4 заполняют связующим, подготовленным на основе смолы типа ЭД-20 с отвердителем, в соотношении, указанном в SU 1761903 (кл. E04C 5/07, опубл. 1992 г.).

Ровинг собирают в жгут и пропускают через устройства линии: узел 2 ориентирования и натяжения ровинга, устройство 3 подогрева ровинга и узел пропитки 4. На выходе из узла пропитки 4 жгут пропускают через отжимное устройство (не показано), возвращающего излишки связующего в ванну. Далее нити проходят через фильеру оплеточного устройства 5, после проходят через узел 6 нанесения абразива, где посыпаются песком. Затем неотвержденный стержень с нанесенным на поверхность песком поступает в полимеризационную камеру 7. Протяжка изготавливаемого стержня осуществляется тянущим устройством 10. После выхода стержня из тянущего устройства, он обрезается на заданные мерные отрезки отрезным устройством 11. Получаемый арматурный стержень имеет песчаное покрытие, нанесенное на стержень до его отверждения. Скорость протяжки в сравнении с прототипом увеличивается в 2 раза.

Стержни с песчаным покрытием, полученные на предлагаемой установке и стержни, изготовленные по прототипу подвергались ускоренному старению по методике (Савин В.Ф., Блазнов А.Н., Башара В.А., Луговой А.Н. Экспресс-метод оценки стойкости полимерных композиционных материалов к воздействию щелочной среды. Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья: Доклады VI Всероссийской научно-практической конференции 31 мая - 2 июня 2006 г. (г.Белокуриха).- М.: ФГУП «ЦНИИХИМ», 2006. - с.203). Песчаное покрытие, нанесенное на уже отвержденный стержень, практически полностью осыпалось, а песчаное покрытие стержней, изготовленных согласно заявляемому изобретению, не претерпело изменений.

Усилие вырыва из бетона стержней, с наклеенным на отвержденный стержень песком (по прототипу) составляет 100 кгс, что свидетельствует о низкой прочности сцепления песчаного покрытия со стержнем, усилие вырыва из бетона стержней изготовленных на предлагаемой установке составило 900 кгс.

Технологическая линия для изготовления арматуры из композиционного материала, включающая шпулярник, узел ориентирования и натяжения армирующих нитей, устройство для нагрева или отжига армирующих нитей, узел пропитки связующим, формообразующее устройство, обмотчик, полимеризационную камеру, узел нанесения абразива, тянущее и отрезное устройства, отличающаяся тем, что узел нанесения абразива установлен после намотчика и до полимеризационной камеры, что позволяет наносить абразивное покрытие на неотвержденный стержень до его полимеризации и закреплять абразив связующим самого стержня..