RU2459040C9 - Innovative spatially polymer grid (versions) - Google Patents
Innovative spatially polymer grid (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459040C9 RU2459040C9 RU2011107359/03A RU2011107359A RU2459040C9 RU 2459040 C9 RU2459040 C9 RU 2459040C9 RU 2011107359/03 A RU2011107359/03 A RU 2011107359/03A RU 2011107359 A RU2011107359 A RU 2011107359A RU 2459040 C9 RU2459040 C9 RU 2459040C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strips
- polymer lattice
- spatial
- spatial polymer
- aramid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства. Инновационная пространственная полимерная решетка (ИППР) предназначена для армирования строительных конструкций и укрепления слабых оснований промышленных и гражданских сооружений, а также откосов береговых линий и русел водоемов. Заявленная инновационная пространственная полимерная решетка может найти применение при сооружении аэродромов, дорожных одежд, при укреплении откосов, при сооружении подпорных стенок и во многих других вариантах использования в нефтегазовой, транспортной, гидротехнической отраслях строительства, где требуются высокие и стабильные показатели прочности и долговечности возводимых сооружений.The invention relates to the field of construction. The innovative spatial polymer lattice (IPPR) is designed to reinforce building structures and strengthen the weak foundations of industrial and civil structures, as well as slopes of coastlines and channels of water bodies. The claimed innovative spatial polymer lattice can be used in the construction of airfields, pavements, in strengthening slopes, in the construction of retaining walls, and in many other applications in the oil and gas, transport, and hydraulic engineering industries, which require high and stable strength and durability of constructed structures.
Из уровня техники известны различные устройства (см. патент RU 2129189, опубликованный 20.04.1999, патент RU 2358063, опубликованный 10.06.2009 и патент RU 2152480, опубликованный 10.07.2000), в которых для закрепления поверхностного слоя откоса используются пространственные полимерные решетки (ППР), в частности так называемые «георешетки». ПНР изготавливают из гибких и прочных полимерных лент, нарезая ленты на мерные полосы и скрепляя их между собой в шахматном порядке поперечными швами, получают ячеистые структуры, способные закреплять и удерживать от смещения массы грунта, загруженные в ячейки. Материалом для изготовления указанных лент, как правило, служит полиэтилен различных марок. Ленты и полосы из полиэтилена являются гибкими, прочными, устойчивыми к воздействию неблагоприятных природных факторов. Однако полиэтилен относится к термопластичным материалам, поэтому при нагревании полиэтилена под нагрузкой, например под действием солнечных лучей при одновременном воздействии давления грунта, происходит неупругое растяжение термопластичного полимера, которое приводит к деформации всей георешетки и соответствующему перемещению слоя грунта. На устранение указанного недостатка ППР, изготовленных, преимущественно, из полиэтилена, направлено заявленное изобретение.Various devices are known from the prior art (see patent RU 2129189, published on 04/20/1999, patent RU 2358063, published on 10.06.2009 and patent RU 2152480, published on 10.07.2000), in which spatial polymer gratings (SPR) are used to fix the surface slope ), in particular the so-called "geogrids". NDPs are made of flexible and durable polymer tapes, cutting the tapes into measuring strips and stitching them together in a checkerboard pattern with transverse seams, obtain cellular structures that can fix and hold soil masses loaded into the cells from displacement. The material for the manufacture of these tapes, as a rule, is polyethylene of various grades. Tapes and strips made of polyethylene are flexible, durable, resistant to adverse environmental factors. However, polyethylene refers to thermoplastic materials, therefore, when polyethylene is heated under load, for example, under the influence of sunlight under the simultaneous influence of soil pressure, inelastic stretching of the thermoplastic polymer occurs, which leads to deformation of the entire geogrid and the corresponding movement of the soil layer. To address the aforementioned disadvantage of PPR, made mainly of polyethylene, the claimed invention is directed.
Из уровня техники известно техническое решение, позволяющее частично преодолеть указанную проблему. На сайте компании PRS - Professional Reinforcement Solutions в 2009 были размещены сведения о геокомпозитном материале «NEOLOY», предназначенном для изготовления георешеток, типа: «NEOWEB». Данный тип георешеток выполнен из лент на основе полимерного материала, матрица которого изготовлена из полиолефинов (в том числе и из полиэтилена) и армирована нановолокнами, в частности дискретными волокнами из полиэстера или из полиамида (см. http://www.prs-med.com/content.aspx?page=5).The prior art knows a technical solution that partially overcomes this problem. On the website of PRS - Professional Reinforcement Solutions in 2009, information was posted on the NEOLOY geocomposite material for the manufacture of geogrids, such as: NEOWEB. This type of geogrid is made of tapes based on a polymeric material, the matrix of which is made of polyolefins (including polyethylene) and reinforced with nanofibers, in particular discrete fibers made of polyester or polyamide (see http: //www.prs-med. com / content.aspx? page = 5).
Армирование полимерной матрицы дискретными волокнами увеличивает термическую стабильность материала, однако не полностью решает указанную выше проблему, поскольку дискретные армирующие нановолокна упрочняют матрицу локально. Отдельные волокна связаны между собой по длине материала только прочностью полимерной матрицы, которая сохраняет термопластичные свойства и остается подверженной неупругому растяжению в продольном направлении при смене температурных режимов эксплуатации под нагрузкой.Reinforcing the polymer matrix with discrete fibers increases the thermal stability of the material, however, it does not completely solve the above problem, since discrete reinforcing nanofibres strengthen the matrix locally. Individual fibers are interconnected along the length of the material only by the strength of the polymer matrix, which retains thermoplastic properties and remains susceptible to inelastic stretching in the longitudinal direction when changing the temperature conditions of operation under load.
Указанный материал выбран в качестве наиболее близкого аналога заявленного изобретения.The specified material is selected as the closest analogue of the claimed invention.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи повышения прочности и стабильности геометрических параметров конструкции ППР при эксплуатации под нагрузкой при изменении температурных режимов.The claimed invention is aimed at solving the problem of increasing the strength and stability of the geometric parameters of the design of the PPR during operation under load when changing temperature conditions.
Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности ленты ППР, ослабленной выполнением дренажных отверстий, и исключении деформации укрепляемых грунтовых сооружений, а также в повышении прочности и увеличении срока службы возводимых сооружений.The technical result of the invention is to increase the bearing capacity of the PPR tape, weakened by the implementation of drainage holes, and to exclude deformation of the reinforced soil structures, as well as to increase the strength and increase the service life of the structures being erected.
Другим техническим результатом изобретения является обеспечение стабильности геометрических параметров полосы и конструкции ППР целом, ослабленной выполнением дренажных отверстий.Another technical result of the invention is to ensure the stability of the geometric parameters of the strip and the design of the PPR as a whole, weakened by the implementation of drainage holes.
Дополнительный технический результат заявленного изобретения заключается в существенном увеличении дренажной способности заявленной ППР, поскольку армирование позволяет изменить форму и увеличить размер перфорации элементов решетки.An additional technical result of the claimed invention is a significant increase in the drainage ability of the claimed PPR, since the reinforcement allows you to change the shape and increase the size of the perforation of the lattice elements.
Кроме того, заявленная инновационная ППР открывает возможность ее применения в новых областях, требующих повышенных показателей прочности и стабильности сооружений, например в балластном слое насыпи железных дорог, в аэродромных покрытиях, при строительстве защитных военных сооружений и т.д.In addition, the claimed innovative PPR opens up the possibility of its application in new areas that require increased strength and stability of structures, for example, in the ballast layer of an embankment of railways, in airfield coatings, during the construction of protective military structures, etc.
Для достижения указанного технического результата предложена пространственная полимерная решетка (ППР) с ячеистой структурой для стабилизации и закрепления грунтовой поверхности, выполненная из гибких полос, преимущественно, из полиэтилена низкого давления, расположенных в несколько рядов и соединенных между собой в шахматном порядке по длине полос с возможностью образования при растяжении полос в направлении, нормальном к их поверхности, ячеистой конструкции, отличающаяся тем, что полосы снабжены дренажными отверстиями в форме вытянутых прямоугольников с полуокружностями на коротких сторонах и, кроме того, полосы армированы в продольном направлении арамидными или углеродными нитями, при следующем соотношении компонентов, мас.%:To achieve the technical result, a spatial polymer lattice (PPR) with a cellular structure for stabilizing and fixing the soil surface is proposed, made of flexible strips, mainly of low pressure polyethylene, arranged in several rows and stitched together in a checkerboard pattern along the length of the strips with the possibility the formation of tensile strips in the direction normal to their surface, a cellular structure, characterized in that the strips are provided with drainage holes in the form of elongated mentioned rectangles with semicircles on the short sides and, moreover, the strips are reinforced in longitudinal direction with aramid or carbon fibers, with the following component ratio, wt.%:
Кроме этого заявленное устройство предполагает возможность использования полос, содержащих армирующую сетку. При этом поперечное направление не нуждается в армировании, и поперечные нити сетки выполняют вспомогательные функции обеспечения равномерности введения продольных армирующих нитей в полимерную основу. Поперечные нити, даже если они имеются в материале полос, перерезаются при формировании продольных дренажных отверстий, поэтому они не несут армирующей нагрузки.In addition, the claimed device suggests the possibility of using strips containing a reinforcing mesh. In this case, the transverse direction does not need reinforcing, and the transverse threads of the mesh perform auxiliary functions to ensure the uniformity of the introduction of longitudinal reinforcing threads into the polymer base. Transverse threads, even if they are in the strip material, are cut during the formation of longitudinal drainage holes, so they do not bear a reinforcing load.
Преимущество заявленной ППР перед георешетками, армированными дискретными волокнами, заключается в том, что введение в полимерный материал, а именно в полиэтиленовую матрицу полос, непрерывных волокон в виде армирующих нитей, позволяет полностью перенести нагрузку с материала матрицы на материал непрерывных сверхпрочных арамидных или углеродных нитей, обладающих очень высоким модулем упругости, что позволяет исключить неупругое растяжение полученной ППР под нагрузкой при смене температурных режимов эксплуатации.The advantage of the claimed SPR over geogrids reinforced with discrete fibers is that the introduction of continuous fibers in the form of reinforcing threads into the polymer material, namely the polyethylene matrix of the bands, allows the load to be completely transferred from the matrix material to the material of continuous heavy-duty aramid or carbon fibers, having a very high modulus of elasticity, which eliminates the inelastic tension of the obtained SPR under load when changing the temperature conditions of operation.
Продольное армирование лент непрерывными арамидными или углеродными нитями позволяет в итоге снизить стоимость ППР, поскольку позволяет уменьшить толщину полимерной ленты и снизить расход полимера на ее изготовление. Экономический результат состоит в снижении стоимости ППР, приблизительно, на 20%.Longitudinal reinforcement of tapes with continuous aramid or carbon filaments can ultimately reduce the cost of SPR, since it allows to reduce the thickness of the polymer tape and reduce the polymer consumption for its manufacture. The economic result consists in reducing the cost of PPR by approximately 20%.
При формировании ППР полосы были установлены на ребра и сварены и/или сшиты между собой в шахматном порядке по длине полос с возможностью образования при растягивании полос в направлении, нормальном к поверхности полос, ячеистой конструкции. При этом сварочные швы могут быть выполнены как под углом, так и вертикально по отношению к ребрам полос.When forming the SPR, the strips were installed on the ribs and welded and / or stitched together in a checkerboard pattern along the length of the strips with the possibility of forming, when stretched strips in the direction normal to the surface of the strips, a mesh structure. In this case, the welds can be made both at an angle and vertically with respect to the edges of the strips.
В предпочтительном варианте заявленная ППР содержит полосы на основе полиэтилена низкого давления, при этом в качестве арамидных волокон для армирования полос используются сверхвысокомодульные (СВМ) волокна, в частности волокна марки Кевлар.In a preferred embodiment, the claimed PPR contains strips based on low-pressure polyethylene, while ultra-high modulus (CBM) fibers, in particular Kevlar fibers, are used as aramid fibers for reinforcing the strips.
В другом варианте при армировании решетки углеродными волокнами в качестве нитей для армирования полос используются высокопрочные нити марки Карбон.In another embodiment, when reinforcing the lattice with carbon fibers, high-strength yarns of the Carbon brand are used as threads for reinforcing strips.
Пространственная полимерная решетка характеризуется тем, что расположенные в несколько рядов гибкие полосы, образующие решетку, соединены между собой сваркой, в частности термосваркой, при этом полученные сваркой швы дополнительно могут быть упрочнены армированием. Наиболее простым вариантом армирования шва, соединяющего соседние полосы между собой, является упрочнение их текстильным швом из любых полимерных нитей, предпочтительно из высокопрочных нитей, например из арамидных нитей. Текстильный шов может быть выполнен из углеродных нитей.The spatial polymer lattice is characterized in that the flexible strips forming a lattice arranged in several rows are interconnected by welding, in particular by heat welding, while the welds obtained by welding can additionally be reinforced with reinforcement. The simplest option for reinforcing a seam connecting adjacent strips to each other is to reinforce them with a textile seam from any polymer filaments, preferably from high-strength filaments, for example, from aramid filaments. The textile seam can be made of carbon filaments.
Наличие армирования настолько упрочняет полимерную основу георешетки, что позволяет изменить форму и увеличить дренажные отверстия.The presence of reinforcement so strengthens the polymer base of the geogrid that it allows you to change shape and increase drainage holes.
Армирование позволяет также уменьшить толщину ленты, что приводит к экономии полимера и, как следствие, к уменьшению стоимости пространственной полимерной решетки, приблизительно, на 20%, при этом прочность и другие механические характеристики пространственной полимерной решетки сохраняются.Reinforcement also allows to reduce the thickness of the tape, which leads to polymer savings and, as a consequence, to reduce the cost of the spatial polymer lattice by approximately 20%, while the strength and other mechanical characteristics of the spatial polymer lattice are preserved.
В соответствии с заявленным изобретением дренажные отверстия выполняются в форме вытянутых прямоугольников с полуокружностями на коротких сторонах, при соотношении коротких и длинных сторон, соответствующих коэффициенту K, где K=(0,05÷0,4).In accordance with the claimed invention, the drainage holes are made in the form of elongated rectangles with semicircles on the short sides, with a ratio of short and long sides corresponding to the coefficient K, where K = (0.05 ÷ 0.4).
В формуле указаны предельные значения K. Так при значении K=0,05 получается, практически, разрез, что вызывает появление нежелательной концентрации напряжений на концах разреза, а степень перфорации в нерастянутом виде будет менее 1%, что не достаточно для дренажных функций.The formula shows the limiting values of K. Thus, at a value of K = 0.05, a section is practically obtained, which causes an undesirable stress concentration at the ends of the section, and the degree of perforation in unstretched form will be less than 1%, which is not enough for drainage functions.
При значении коэффициента K=1 форма отверстия соответствует кругу и при этом не возникает желаемого эффекта отклонения сторон прямоугольников в разные стороны. Указанный эффект может возникнуть только при их большой вытянутости дренажного отверстия, т.е. при значении K менее 0,4.With the value of the coefficient K = 1, the shape of the hole corresponds to a circle and there is no desired effect of deviation of the sides of the rectangles in different directions. The indicated effect can occur only with their large elongation of the drainage hole, i.e. with a value of K less than 0.4.
Эмпирическим путем установлено, что соотношение коротких и длинных сторон дренажного отверстия, предпочтительно, соответствует K=(0,13÷0,23).Empirically it has been established that the ratio of the short and long sides of the drainage hole preferably corresponds to K = (0.13 ÷ 0.23).
Пространственная полимерная решетка может содержать дренажные отверстия, расположенные рядами, причем в одном ряду длинные стороны прямоугольников расположены параллельно к длинной стороне полосы. При этом дренажные отверстия соседних рядов размещены друг под другом с образованием столбцов. Таким образом, дренажная структура решетки оптимально формируется, когда дренажные отверстия размещены группами, состоящими из одинакового количества строк (рядов) и столбцов.The spatial polymer lattice may contain drainage holes arranged in rows, and in one row, the long sides of the rectangles are parallel to the long side of the strip. In this case, the drainage holes of adjacent rows are placed under each other with the formation of columns. Thus, the drainage structure of the lattice is optimally formed when the drainage holes are placed in groups consisting of the same number of rows (rows) and columns.
Заявленная ППР характеризуется тем, что в растянутом состоянии, когда ячейки засыпаны грунтом, длинные стороны дренажных отверстий из-за неравномерности давления щебня на стенки получают возможность отклоняться в разные стороны от поверхности полосы или ленты, увеличивая тем самым площадь отверстий и дренажную способность решетки до 2-х раз, одновременно противодействуя перемещению решетки в направлении, перпендикулярном к поверхности грунта.The claimed SPR is characterized by the fact that in the extended state, when the cells are filled with soil, the long sides of the drainage holes due to the uneven pressure of crushed stone on the walls are able to deviate in different directions from the surface of the strip or tape, thereby increasing the area of the holes and the drainage capacity of the grate to 2 times, while counteracting the movement of the grating in the direction perpendicular to the soil surface.
Пространственная полимерная решетка, соответствующая заявленному изобретению, имеет преимущество перед георешеткой - прототипом из материала «NEOLOY», поскольку она армирована в продольном направлении не дискретными, а непрерывными арамидными или углеродными нитями (шаг армирования составляет 1-5 мм).The spatial polymer lattice corresponding to the claimed invention has an advantage over a geogrid - a prototype made of NEOLOY material, since it is reinforced in the longitudinal direction not by discrete, but by continuous aramid or carbon filaments (the reinforcement step is 1-5 mm).
Испытания образца георешетки из материала «NEOLOY» израильского производства показали следующие результаты. Краткосрочному испытанию показателей прочности подвергли образцы ленты из материала «NEOLOY» и образцы георешетки из указанной ленты на прочность шва. При ширине ленты 150 мм, толщине 1,33-1,55 мм и при перфорации дренажными отверстиями с диаметром 10 мм с шагом 150-167 мм средняя прочность ленты на разрыв составила 2,4 кН (разрыв по перфорации). Средняя прочность на разрыв сварного шва для георешетки из материала «NEOLOY» составила 1,79 кН. Краткосрочные испытания показали повышенный уровень прочностных свойств. Однако долгосрочные испытания георешетки из материала «NEOLOY» показали неудовлетворительный уровень прочности сварного шва. Испытания проводились путем подвешивания образцов георешетки из материала «NEOLOY» под нагрузкой 72 кг на срок 30 суток. При проведении указанного испытания два из трех образцов провисели под грузом до разрушения менее 1 суток. Таким образом, наиболее близкий аналог заявленного изобретения не выдерживает нормативного долгосрочного испытания на прочность сварного шва.Tests of an Israeli-made NEOLOY geogrid sample showed the following results. A short-term test of the strength indices was performed on samples of a tape made of NEOLOY material and samples of a geogrid from the specified tape for weld strength. With a tape width of 150 mm, a thickness of 1.33-1.55 mm and perforation with drainage holes with a diameter of 10 mm in increments of 150-167 mm, the average tensile strength of the tape was 2.4 kN (perforation gap). The average tensile strength of the weld for a geogrid of NEOLOY material was 1.79 kN. Short-term tests showed an increased level of strength properties. However, long-term tests of the NEOLOY geogrid showed an unsatisfactory level of weld strength. The tests were carried out by suspending geolattice samples from NEOLOY material under a load of 72 kg for a period of 30 days. During this test, two of the three samples sag under load until less than 1 day was destroyed. Thus, the closest analogue of the claimed invention does not withstand a long-term normative test for the strength of a weld.
В соответствии с заявленным изобретением армирующие нити могут быть введены в состав полимерных полос различными методами.In accordance with the claimed invention, reinforcing threads can be introduced into the composition of polymer strips by various methods.
В том случае, если армирующие нити введены в полиэтиленовые полосы заявленной решетки в виде сетки, в качестве основы сетки располагают армирующие нити, предназначенные для продольного армирования полосы, а в качестве утка сетки располагают вспомогательные нити, устанавливающие шаг армирования.In the event that the reinforcing yarns are introduced into the polyethylene strips of the claimed lattice in the form of a net, reinforcing yarns intended for longitudinal reinforcing of the strip are placed as the basis of the net, and auxiliary threads are set as the weft of the net, setting the reinforcement step.
Изобретение иллюстрируется чертежами 1-6 и примерами.The invention is illustrated by drawings 1-6 and examples.
На фигуре 1 изображен фрагмент полосы, предназначенной для изготовления заявленной ППР.The figure 1 shows a fragment of a strip intended for the manufacture of the claimed SPR.
На фигуре 2 показано поперечное сечение полосы, показанной на фиг.1, для варианта с односторонним размещением армирующих нитей.Figure 2 shows a cross-section of the strip shown in figure 1, for a variant with one-sided placement of reinforcing threads.
На фигуре 3 показан в увеличенном масштабе фрагмент поперечного сечения полосы, приведенного на фигуре 2.Figure 3 shows, on an enlarged scale, a fragment of the cross section of the strip shown in Figure 2.
На фигуре 4 показано поперечное сечение полосы для варианта с двухсторонним размещением армирующих нитей.Figure 4 shows a cross-section of a strip for a version with double-sided placement of reinforcing threads.
На фигуре 5 показан в увеличенном масштабе фрагмент поперечного сечения полосы, приведенного на фигуре 4.Figure 5 shows, on an enlarged scale, a fragment of the cross section of the strip shown in Figure 4.
На фигуре 6 показана заявленная инновационная пространственная полимерная решетка.The figure 6 shows the claimed innovative spatial polymer lattice.
На фигуре 1 показан предпочтительный вариант изготовления полимерной полосы 1, содержащей армирование и дренажные отверстия, предназначенной для изготовления заявленной ППР. Гибкая полимерная полоса 1, предназначенная для производства ППР, содержит в продольном направлении армирующие нити 2, например арамидные нити или нити из углеродных волокон. При этом полимерная полоса изготовлена перфорированной, имеет толщину 1-2 мм, а также имеет текстуру на внешней поверхности, которая характеризуется наличием выступов 3 высотой 0,2-0,4 мм. Полимерная полоса 1 для изготовления заявленной ППР содержит матрицу на основе полиэтилена 4. Указанная полиэтиленовая матрица 4 армирована в продольном направлении, например, арамидной нитью 2 с шагом армирования h, при этом h=1÷5 мм.The figure 1 shows a preferred embodiment of the manufacture of a
При этом полосы армированы в продольном направлении арамидными или углеродными нитями при следующем соотношении компонентов, мас.%:When this strip is reinforced in the longitudinal direction by aramid or carbon fibers in the following ratio of components, wt.%:
Полимерная полоса 1 содержит сквозные дренажные отверстия 5 (перфорацию), которые расположены между армирующими нитями 2 и выполнены продолговатой формы, вытянутой вдоль направления армирования. То есть дренажные отверстия 5 выполнены в форме вытянутых прямоугольников с полуокружностями радиуса R на коротких сторонах, при этом высота прямоугольника составляет величину 2R. Указанные отверстия 5 ориентированы длинными сторонами L параллельно краям полосы и армирующим нитям 2.The
Как показано на фигурах 2-3, армирующие нити 2 могут быть расположены вблизи одной боковой поверхности полосы, и размещены предпочтительно в углублениях между соседними текстурными выступами 3. В другом варианте, показанном на фигурах 4-5, армирующие нити 2 расположены вблизи обеих боковых поверхностей полосы, и также размещены в углублениях между текстурными выступами 3.As shown in figures 2-3, the reinforcing
На фигуре 6 показан общий вид растянутой ППР в аксонометрической проекции. Полосы 1, образующие ППР, поставлены на ребра и соединены между собой швами 6, повышенной прочности.The figure 6 shows a General view of a stretched SPR in axonometric projection. The
Пример 1Example 1
Изготовили пространственную полимерную решетку (ППР) с ячеистой структурой, предназначенную для стабилизации и закрепления грунтовой поверхности, которую выполнили из гибких полос согласно заявленному изобретению. Полосу армировали в продольном направлении арамидной нитью диаметром 0,05 мм при следующем соотношении компонентов (в мас.%): арамидная СВМ нить 0,2 мас.%, полиэтилен низкого давления - остальное. Полимерная полоса была изготовлена толщиной 1,27 мм. Полоса имела текстуру на внешней поверхности при высоте выступов 0,3 мм. Армированную полосу изготовили по экструзионной технологии, при этом армирующую нить заправляли в расплавленную массу полиэтилена низкого давления сразу после выхода полосы из экструзионной головки и перед входом ее в первую пару формующих валков. Шаг армирования был выбран 5 мм. Задавали шаг армирования при помощи металлической гребенки, через которую пропускали нити перед вводом в полимерную полосу.A spatial polymer lattice (PPR) was made with a cellular structure designed to stabilize and fix the soil surface, which was made of flexible strips according to the claimed invention. The strip was reinforced in the longitudinal direction with an aramid thread with a diameter of 0.05 mm in the following ratio of components (in wt.%): Aramid CBM thread 0.2 wt.%, Low-pressure polyethylene - the rest. The polymer strip was made 1.27 mm thick. The strip had a texture on the outer surface with a height of protrusions of 0.3 mm. The reinforced strip was made by extrusion technology, while the reinforcing thread was tucked into the molten mass of low-pressure polyethylene immediately after the strip exited the extrusion head and before it entered the first pair of forming rolls. The reinforcement pitch was chosen 5 mm. The reinforcement step was set using a metal comb through which the threads were passed before entering the polymer strip.
Дренажные отверстия были выполнены в форме вытянутых прямоугольников длиной L=20 мм (длина прямоугольника) с полуокружностями на коротких сторонах при R=1,5 мм, при соотношении коротких и длинных сторон, соответствующих коэффициенту K.The drainage holes were made in the form of elongated rectangles with a length of L = 20 mm (rectangle length) with semicircles on the short sides at R = 1.5 mm, with a ratio of short and long sides corresponding to the coefficient K.
В этом случае K=2·R/(L+2·R)=2·1.5/(20+2·1,5)=0,13, а степень перфорации составляет 6%. Полученную ленту порезали на мерные полосы для изготовления ППР заданного размера.In this case, K = 2 · R / (L + 2 · R) = 2 · 1.5 / (20 + 2 · 1.5) = 0.13, and the degree of perforation is 6%. The resulting tape was cut into measuring strips for the manufacture of PPR of a given size.
При формировании ППР полосы были установлены на ребра и сварены между собой при помощи термосварки в шахматном порядке по длине полос с возможностью образования при растягивании полос в направлении, нормальном к поверхности полос, ячеистой конструкции. При этом сварочные швы выполнены вертикально по отношению к ребрам полос.When forming the SPR, the strips were mounted on the ribs and welded together using heat welding in a checkerboard pattern along the length of the strips with the possibility of forming, when stretched, the strips in the direction normal to the surface of the strips, a cellular structure. In this case, the welds are made vertically with respect to the edges of the strips.
Испытание ППР показало повышение всех показателей прочности по сравнению с прототипом. Долгосрочные испытания заявленной ППР показали высокий уровень прочности сварного шва. Испытания проводились путем подвешивания образцов ППР из заявленного материала под нагрузкой 72 кг на срок 30 суток. При проведении указанного испытания все образцы провисели под грузом без разрушения указанный срок 30 суток. Таким образом, ППР, соответствующая заявленному изобретению, выдерживает нормативное долгосрочное испытание на прочность сварного шва.Test PPR showed an increase in all indicators of strength compared with the prototype. Long-term tests of the declared PPR showed a high level of strength of the weld. The tests were carried out by hanging samples of PPR from the claimed material under a load of 72 kg for a period of 30 days. During this test, all samples sag under load without breaking the specified period of 30 days. Thus, the PPR, corresponding to the claimed invention, withstands the normative long-term test for the strength of the weld.
Кроме того, полосы, из которых была изготовлена ППР, показали упругий разрыв, практически, без удлинения.In addition, the strips from which the PPR was made showed an elastic break, practically without elongation.
Полученные при испытаниях данные подтверждают, что достигается технический результат заявленного изобретения по повышению прочности и стабильности геометрических параметров конструкции ППР, поскольку армированные полимерные полосы не деформируются в грунте под действием перепадов температур под нагрузкой.The data obtained during the tests confirm that the technical result of the claimed invention is achieved by increasing the strength and stability of the geometric parameters of the PPR design, since the reinforced polymer strips do not deform in the ground under the influence of temperature changes under load.
Пример 2Example 2
Изготовили пространственную полимерную решетку (ППР) аналогично примеру 1. ППР изготовили с ячеистой структурой, выполненной из гибких полос, армированных в продольном направлении арамидной нитью диаметром 0,2 мм при следующем соотношении компонентов (в мас.%): арамидная СВМ нить 3,0 мас.%, полиэтилен низкого давления - остальное. Полимерная полоса изготовлена перфорированной, при этом она имеет толщину 1,8 мм, а также имеет текстуру на внешней поверхности, которая характеризуется наличием выступов высотой 0,4 мм. Полосу изготовили по экструзионной технологии, при этом армирующую нить заправляли в расплавленную массу полиэтилена низкого давления после выхода из экструзионной головки перед входом в первую пару формующих валков. Шаг армирования был выбран 2 мм. Задавали шаг армирования при помощи предварительно изготовленной сетки, которую ввели в полимерную полосу. Для этого армирующие арамидные нити расположили в качестве основы сетки, а в качестве утка использовали вспомогательную капроновую, полиэтиленовую или полиэфирную нити, только чтобы обеспечить заданный шаг армирования.A spatial polymer lattice (PPR) was produced analogously to Example 1. The PPR was made with a cellular structure made of flexible strips reinforced in the longitudinal direction with an aramid thread with a diameter of 0.2 mm in the following ratio of components (in wt.%): Aramid CBM thread 3.0 wt.%, low pressure polyethylene - the rest. The polymer strip is made perforated, while it has a thickness of 1.8 mm, and also has a texture on the outer surface, which is characterized by the presence of protrusions 0.4 mm high. The strip was made by extrusion technology, while the reinforcing thread was tucked into the molten mass of low-pressure polyethylene after exiting the extrusion head before entering the first pair of forming rolls. The reinforcement pitch was selected 2 mm. The reinforcement step was set using a prefabricated mesh, which was introduced into the polymer strip. To do this, the reinforcing aramid yarns were placed as the basis of the mesh, and auxiliary nylon, polyethylene or polyester yarns were used as the weft, only to ensure a given reinforcement step.
Дренажные отверстия были выполнены в форме вытянутых прямоугольников длиной L=20 мм (длина прямоугольника) с полуокружностями на коротких сторонах при R=3 мм.The drainage holes were made in the form of elongated rectangles with a length of L = 20 mm (rectangle length) with semicircles on the short sides at R = 3 mm.
В этом случае K=2·R/(L+2·R)=2·3/(20+2·3)=0,23, а степень перфорации составила 12,6%.In this case, K = 2 · R / (L + 2 · R) = 2 · 3 / (20 + 2 · 3) = 0.23, and the degree of perforation was 12.6%.
Полученную при экструзии ленту порезали на мерные полосы для изготовления ППР заданного размера. При формировании ППР полосы были установлены на ребра и сначала сварены при помощи ультразвуковой сварки, а затем дополнительно сшиты арамидной нитью между собой по линиям сварных швов (в другом варианте сварной и текстильный швы располагали параллельно на расстоянии 5 мм) в шахматном порядке с возможностью образования при растягивании полос в направлении, нормальном к поверхности полос, ячеистой конструкции. При этом швы выполнены под углом по отношению к ребрам полос.Obtained by extrusion, the tape was cut into measuring strips for the manufacture of PPR of a given size. When forming the SPR, the bands were mounted on the ribs and first welded using ultrasonic welding, and then additionally sewn with aramid thread between each other along the lines of the welds (in another embodiment, the welded and textile seams were arranged in parallel at a distance of 5 mm) in a checkerboard pattern with the possibility of stretching the strips in the direction normal to the surface of the strips of the cellular structure. In this case, the seams are made at an angle with respect to the edges of the strips.
Испытания, проведенные, как в примере 1, показали, что ППР с армированными швами имеет еще более высокую длительную прочность в сравнении с прототипом.Tests conducted, as in example 1, showed that the PPR with reinforced seams has an even higher long-term strength in comparison with the prototype.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011107359/03A RU2459040C9 (en) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Innovative spatially polymer grid (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011107359/03A RU2459040C9 (en) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Innovative spatially polymer grid (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2459040C1 RU2459040C1 (en) | 2012-08-20 |
| RU2459040C9 true RU2459040C9 (en) | 2013-07-20 |
Family
ID=46936705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011107359/03A RU2459040C9 (en) | 2011-02-28 | 2011-02-28 | Innovative spatially polymer grid (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2459040C9 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625058C1 (en) * | 2016-08-26 | 2017-07-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Мики" | Reinforced geogrid and method of its production |
| RU2716996C1 (en) * | 2019-09-09 | 2020-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Комплексные системы изоляции" | Method of producing a polymer geocell lattice and a geocell lattice based thereon |
| RU198911U1 (en) * | 2019-09-25 | 2020-08-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью Завод "Славрос" | Reinforced geogrid with holes |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103798077A (en) * | 2014-02-19 | 2014-05-21 | 李广文 | Greening grid sewing and connecting method |
| RU175280U1 (en) * | 2017-05-03 | 2017-11-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Ультразвуковые технологии и оборудование" (ООО УЗТО") | CELLULAR LATTICE |
| RU184566U1 (en) * | 2017-10-11 | 2018-10-30 | Искандер Жавитович Хусаинов | DEVICE FOR REINFORCING EARTHWEAR, ROAD CLOTHING AND STRENGTHENING OF SLOPES |
| RU2689962C1 (en) * | 2018-07-05 | 2019-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Geogrid for strengthening of slopes and dip-slopes |
| WO2022185337A1 (en) * | 2021-03-01 | 2022-09-09 | Ready Structures Associates Llp | Plurality of forms for reinforcement in composite material and process thereof |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU973005A3 (en) * | 1978-10-16 | 1982-11-07 | П.Л.Г.Рисерч Лимитед (Фирма) | Method for making cellular structure from plastic |
| US5890843A (en) * | 1993-10-22 | 1999-04-06 | Societe Civile Des Brevets Henri Vidal | Strip for use in stabilized earth structures and method of making same |
| RU2136817C1 (en) * | 1999-01-20 | 1999-09-10 | Егоров Александр Витальевич | Grate of cellular structure for stabilizing ground surface |
| RU2147051C1 (en) * | 1995-05-12 | 2000-03-27 | Дзе Тенсар Корпорейшн | Cemented composite lattice building textile materials |
| RU2166025C1 (en) * | 2000-03-21 | 2001-04-27 | Аливер Юрий Андреевич | Earth-consolidation framework |
| RU2180030C1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-02-27 | Открытое акционерное общество "Туймазинская текстильная фабрика" | Geomat |
| KR20090073566A (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-03 | 주식회사 삼양사 | A collective fibers reinforced polymeric strip, method thereof, and a geogrid using the same |
| US20100254770A1 (en) * | 2007-07-31 | 2010-10-07 | Terre Armee Internationale | Reinforced Stabilising Strip Intended for Use in Reinforced Earth Structures |
-
2011
- 2011-02-28 RU RU2011107359/03A patent/RU2459040C9/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU973005A3 (en) * | 1978-10-16 | 1982-11-07 | П.Л.Г.Рисерч Лимитед (Фирма) | Method for making cellular structure from plastic |
| US5890843A (en) * | 1993-10-22 | 1999-04-06 | Societe Civile Des Brevets Henri Vidal | Strip for use in stabilized earth structures and method of making same |
| RU2147051C1 (en) * | 1995-05-12 | 2000-03-27 | Дзе Тенсар Корпорейшн | Cemented composite lattice building textile materials |
| RU2136817C1 (en) * | 1999-01-20 | 1999-09-10 | Егоров Александр Витальевич | Grate of cellular structure for stabilizing ground surface |
| RU2166025C1 (en) * | 2000-03-21 | 2001-04-27 | Аливер Юрий Андреевич | Earth-consolidation framework |
| RU2180030C1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-02-27 | Открытое акционерное общество "Туймазинская текстильная фабрика" | Geomat |
| US20100254770A1 (en) * | 2007-07-31 | 2010-10-07 | Terre Armee Internationale | Reinforced Stabilising Strip Intended for Use in Reinforced Earth Structures |
| KR20090073566A (en) * | 2007-12-31 | 2009-07-03 | 주식회사 삼양사 | A collective fibers reinforced polymeric strip, method thereof, and a geogrid using the same |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625058C1 (en) * | 2016-08-26 | 2017-07-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Мики" | Reinforced geogrid and method of its production |
| WO2018038646A1 (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Мики" | Reinforced geogrid and method for producing same |
| AU2017314741B2 (en) * | 2016-08-26 | 2020-08-20 | Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "Miki" | Reinforced geogrid and method for producing same |
| RU2716996C1 (en) * | 2019-09-09 | 2020-03-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Комплексные системы изоляции" | Method of producing a polymer geocell lattice and a geocell lattice based thereon |
| RU198911U1 (en) * | 2019-09-25 | 2020-08-03 | Общество С Ограниченной Ответственностью Завод "Славрос" | Reinforced geogrid with holes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2459040C1 (en) | 2012-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2459040C9 (en) | Innovative spatially polymer grid (versions) | |
| US11834795B2 (en) | Multi-axial grid or mesh structures with high aspect ratio ribs | |
| ES2900456T3 (en) | Reinforced geocell and procedure to produce the same | |
| US9879398B2 (en) | Weld-free geocell with cellular structure for soil stabilization | |
| AU2019202661B2 (en) | Scaffolding Safety Mesh | |
| ES2203142T3 (en) | TEXTILE BAND OF COMPOSITE MATERIAL FOR THE ASSEMBLY OF SOIL LAYERS .. | |
| PL224160B1 (en) | Geogrid or mesh structure | |
| RU120110U1 (en) | INNOVATIVE SPATIAL POLYMER GRILLE | |
| CN108350675B (en) | Weldless three-dimensional geocell system for soil stabilization and prefabricated member for preparing same | |
| KR20100071967A (en) | Reinforced stabilisation strip to be used in reinforced ground works | |
| KR20200066318A (en) | Geogrid | |
| RU2474637C2 (en) | Innovation polymer tape (versions) and tape made of it | |
| RU2014121396A (en) | CELLULAR STRUCTURE, ITS MANUFACTURE AND USE | |
| US6918412B2 (en) | Grid mat | |
| RU106906U1 (en) | REINFORCED GEOROGETS (OPTIONS) | |
| EP3265614B1 (en) | Containing element, structure of reinforced ground, process of making said structure of reinforced ground | |
| RU2731245C1 (en) | Geogrid for reinforcement of slopes and adjacent surfaces of ground | |
| RU2180030C1 (en) | Geomat | |
| CN207003408U (en) | A kind of high intensity high water-permeability entirety geotechnical grid | |
| RU119750U1 (en) | CELLULAR STRUCTURE | |
| RU106907U1 (en) | REINFORCED ANCHOR TAPE (OPTIONS) | |
| AU2022339098B2 (en) | Composite reinforcing strip | |
| AU2011101094B4 (en) | Polymer Grid Backed Safety Mesh | |
| KR101124654B1 (en) | Method for installing the sol particle confinement cellular reinforcement | |
| RU23164U1 (en) | FOUNDATION OF THE ROAD |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification | ||
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 23-2012 FOR TAG: (54) |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140505 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20150316 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170629 |