Результат интеллектуальной деятельности: Армированная георешетка и способ ее получения

Область техники

Изобретение относится к области строительства, а именно к георешетке и способу ее получения. Изобретение может быть использовано в нефтегазовой, транспортной, гидротехнической отраслях для армирования строительных конструкций и укрепления слабых оснований промышленных и гражданских сооружений, а также откосов береговых линий и русел водоемов.

Уровень техники

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является армированная георешетка, раскрытая в патенте РФ №2459040, 20.08.2012. Георешетка выполнена из гибких полос из полиэтилена низкого давления, расположенных в несколько рядов и соединенных между собой в шахматном порядке по длине полос для образования при растяжении полос в направлении, нормальном к их поверхности, ячеистой конструкции. Полосы снабжены дренажными отверстиями в форме вытянутых прямоугольников с полуокружностями на коротких сторонах, при этом полосы армированы в продольном направлении арамидными или углеродными нитями при соотношении, мас. %: арамидная или углеродная нить 0,3-3, полиэтилен низкого давления остальное. Недостатком указанной конструкции является то, что при возникновении сдвиговых напряжений армирующие нити могут выскользнуть из полотна георешетки, что приведет к потере ее прочности.

Раскрытие изобретения

Задачей заявленной группы изобретений является устранение недостатков аналогов.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности удержания армирующих элементов в полосах георешетки, а также повышении прочности георешетки на разрыв при растяжении и сдвиговых нагрузках.

Указанный технический результат достигается за счет того, что армированная георешетка выполнена из гибких полимерных полос, расположенных рядами и соединенных между собой в шахматном порядке по длине с образованием при растяжении в нормальном к их поверхности направлении объемной ячеистой конструкции, при этом полосы снабжены дренажными отверстиями, а также армированы в продольном направлении нитями, отличается тем, что армирующие нити состоят из по меньшей мере двух волокнистых элементов, скрученных по всей своей длине.

Указанный технический результат достигается также в способе получения армированной георешетки, включающем экструдирование расплавленного материала с получением полимерного полотна, укладку армирующих нитей на полотно, каландрирование полотна при его нагреве до 120-200°C с обеспечением вдавливания армирующих нитей в полотно, разрезание армированного полотна на листы, перфорирование листов с получением дренажных отверстий, раскрой листов на полосы и соединение полимерных полос в шахматном порядке с образованием объемной ячеистой конструкции, причем используют армирующие нити, состоящие из по меньшей мере двух волокнистых элементов, скрученных по всей своей длине.

Предусмотрены также частные варианты реализации изобретения, согласно которым:

- армирующие нити имеют 5-20 круток/см;

- армирующие нити выполнены из полиэфира или лавсана;

- армирующие нити имеют толщину не более 1 мм и расположены на поперечном расстоянии от 1 мм до 10 мм;

- полосы выполнены из полиэтилена низкого давления или смеси полиэтилена низкого давления с полиэтиленом высокого давления;

- дренажные отверстия имеют форму вытянутых прямоугольников с закругленными углами;

- при реализации способа перед укладкой армирующих нитей на полотно осуществляют их пропитку адгезионным составом;

- при реализации способа каландрирование полотна осуществляют с обеспечением вдавливания армирующих нитей на глубину не менее 0,25 мм.

В отличие от аналогов в заявленной георешетке в качестве армирующих элементов использованы крученые нити, состоящие из двух или более волокнистых элементов. Такая конфигурация армирующих нитей обеспечивает их надежное удержание в полосах (лентах) георешетки. Кроме того, было установлено, что применение крученых нитей обеспечивает повышение прочности георешетки на разрыв при растяжении и сдвиговых нагрузках, при которых происходит изгиб полос георешетки и самих армирующих элементов, и, как следствие, позволяет повысить сопротивление основания (грунта), армированного георешеткой, продавливанию.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 показана конструкция полос для получения георешетки;

на фиг. 2 показан вид армирующих нитей;

на фиг. 3 показан вид георешетки согласно заявленному изобретению.

Осуществление изобретения

Заявленная армированная георешетка (фиг. 3) состоит из гибких полос (1) листового материала (фиг. 1), расположенных рядами и соединенных между собой в шахматном порядке (швы (2)), например, посредством ультразвуковой сварки или нитей.

Полосы (1) выполнены из полимерного материала, в частности полиэтилена низкого давления или смеси полиэтилена низкого давления с полиэтиленом высокого давления. Полосы могут иметь толщину от 1 до 2 мм.

При этом полосы (1) в продольном направлении армированы нитями (3), состоящими из двух или более волокнистых элементов (волокон), скрученных по всей длине (фиг. 2). Предпочтительно волокнистые элементы имеют 5-20 круток на 1 сантиметр длины. Армирующие нити (3) могут быть выполнены из полиэфира или лавсана и иметь диаметр до 1 мм, причем нити заглублены в полимерную полосу (1) на глубину от 0,25 мм и расположены с поперечным шагом от 1 мм до 10 мм.

В полосах (1) также выполнены дренажные отверстия (4) предпочтительно в форме вытянутых прямоугольников с закругленными углами.

Изготовление описанной георешетки осуществляют следующим образом.

Расплавленный полимерный материал экструдируют с образованием полимерного полотна. Армирующие крученые нити укладывают на полотно и осуществляют каландрирование полотна при его температуре 120-200°C с использованием тисненых валов, которые обеспечивают вдавливание армирующих нитей на глубину не менее 0,25 мм. Для улучшения адгезии армирующие нити могут быть предварительно пропитаны адгезионным составом, например клеем Латакрил БМ (ТУ №2385-403-00208947). Полученное армированное полотно охлаждают в валках и разрезают на листы. Затем осуществляют перфорирование листов для формирования дренажных отверстий. После этого полученные перфорированные листы разрезают на полосы (ленты). Полосы соединяют в шахматном порядке с помощью ультразвуковой сварки или сшивают нитью с образованием объемной ячеистой конструкции. Полученную конструкцию растягивают с образованием георешетки.

Пример

По описанной технологии изготавливали георешетку из полиэтиленовых полос толщиной 1,5 мм, армированных полиэфирными кручеными нитями толщиной 1 мм, состоящими из двух волокнистых элементов (нитей) толщиной 0,5 мм каждая и имеющими 10 круток/см. Нити располагались с поперечным шагом 2 мм. При этом в полосах выполняли прямоугольные дренажные отверстия с закругленными торцами размером 20×4 мм.

Для сравнения также изготовили георешетку согласно ближайшему аналогу с теми же параметрами, но с использованием гладких некрученых армирующих нитей.

Результаты сравнения свойств описанной конструкции и известной из ближайшего аналога георешетки показаны в таблице 1.

Таким образом, заявленная конструкция обеспечивает надежное удержание армирующих элементов в полосах георешетки, а также повышение прочности георешетки при растяжении и сдвиговых нагрузках.