Арматура стеклопластиковая применение: технические характеристики, свойства, плюсы и минусы, область применения

технические характеристики, свойства, плюсы и минусы, область применения

Разработанная еще в середине прошлого века в СССР, стеклопластиковая арматура (сокращенно АСП или СПА) начала масштабно использоваться сравнительно недавно. Популярность стеклотекстолитовые изделия приобрели благодаря снижению стоимости их производства. Малый вес, высокая прочность, широкие возможности применения и легкость монтажа сделали арматуру СПА хорошей альтернативой стальным пруткам. Материал прекрасно подходит для малоэтажного строительства, сооружения береговых укреплений, несущих конструкций искусственных водоемов, элементов мостов, ЛЭП.

Что такое стеклопластиковая арматура?

Стеклопластиковая композитная арматура (АКС) представляет собой стержень, произведенный из стеклянного сплеточного нитевидного волокна (ровинга) прямого или скрученного, скрепленного особым составом. Обычно это синтетические эпоксидные смолы. Другой вид представляет собой стекловолоконный стержень с намоткой из углепластиковой нити. После намотки такие стекловолоконные заготовки подвергают полимеризации, превращая их в монолитный стержень. Стекловолоконная арматура имеет диаметр от 4 до 32 мм, толщиной от 4 до 8 мм упаковывается в бухты. Бухта содержит 100-150 метров арматуры. Также возможна нарезка в заводских условиях, когда размеры предоставляет заказчика. От технологии производства и связующего зависят прочностные характеристики стержня.

Варианты упаковки и транспортировки АСП.

Изготавливают материал методом протягивания. Стекловолокно, намотанное на бобинах, разматывают, пропитывают смолами и отвердителями. После этого пропускают заготовку через фильеры. Их назначение – отжим лишней смолы. Там же будущая арматура уплотняется и приобретает характерную форму с цилиндрическим сечением и заданным радиусом.

После этого еще на не отвердевшую заготовку наматывают по спирали жгут. Он необходим для лучшего сцепления с бетоном. Затем материал запекается в печи, где происходит процесс отвердения и полимеризации связующего. Из печи прутья направляется на механизм, где происходит ее протяжка. На современных заводах для полимеризации используются трубчатые печи. В них же удаляются летучие вещества. Готовую продукцию наматывают в бухты либо нарезают прутки необходимой длины (по предварительному заказу клиента). После продукция отправляется на склад. Также клиент может заказать арматуру с заданным углом изгиба.

Назначение и область применения

Стеклопластиковая арматура используется в различных отраслях промышленного и частного строительства, для обычного и предварительно напряженного армирования строительных конструкций и элементов, эксплуатация которых, проходит в средах с различной степенью агрессивного воздействия. Самые известные примеры использования.

1. Армирование блочных, кирпичных стен и стен из газосиликатных блоков. Стеклопластиковая арматура показала весьма неплохие результаты при армировании данных конструкций. Основные плюсы: экономия средств и облегчение конструкций.
2. В качестве связующего бетонных элементов, между которыми располагается утеплитель. СПА позволяет улучшить сцепление бетонных элементов.
3. Для укрепления несущих элементов конструкций, которые подвержены воздействию факторов, вызывающих коррозию (искусственные водоемы, мосты, укрепительные сооружения береговых линий пресных и соленых естественных водоемов). В отличие от металлических прутьев, стекловолоконные не подвержены коррозии.
4. Для армирования конструкций из клееной древесины. Использование арматуры из СПА позволяет в разы повысить прочность балок из клееного дерева и повысить жесткость конструкции.
5. Возможно применение в строительстве ленточных заглубленных фундаментов для малоэтажных зданий, если они располагаются на твердых, неподвижных грунтах. Заглубление выполняется ниже уровня промерзания почвы.
6. Для повышения жесткости полов в жилых домах и промышленных комплексах.
7. Для повышения прочности и долговечности дорожек и дорожного покрытия.

Область применения стеклопластиковой арматуры.

Свойства арматуры из стеклопластика

Чтобы понять плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, необходимо знать ее свойства. Описание преимущества стеклопластиковой арматуры приведены ниже.

1. По коррозионной стойкости прутья из стекловолокна почти в 10 раз превышают традиционные металлические. Изделия из стеклокомпозита практически не вступают в реакции с щелочами, соляными растворами и кислотами.
2. Коэффициент теплопроводности 0,35 Вт/м С против 46 Вт/м С у стальных прутков, что исключает появление мостиков холода, и заметно снижает теплопотери.
3. Соединение прутов из стеклокомпозита производится пластиковыми хомутами, вязальной проволокой и соответствующими фиксаторами без сварочного аппарата.
4. Стеклопластиковая арматура – отличный диэлектрик. Это свойство используется еще с середины прошлого века при строительстве элементов ЛЭП, железнодорожных мостов и прочих конструкций, где электропроводящие свойства стали негативно влияют на работу приборов и целостность конструкции.
5. Вес 1 метра стеклокомпозитной качественной арматуры в 4 раза меньше метрового стального прута равного диаметра при равной прочности на растяжение. Это позволяет в 7-9 раз уменьшить вес сооружения.
6. Меньшая по сравнению с аналогами стоимость.
7. Возможность бесшовной укладки.
8. Величина коэффициента теплового расширения близка к коэффициенту теплового расширения бетона, что практические исключает возникновение трещин при перепадах температур.
9. Широкий диапазон температур, при котором можно применять материал: от – 60 С до +90 С.
10. Заявленный срок службы – 50-80 лет.

Арматура из стеклопластика в ряде случаев может успешно заменить стальную, но она имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать еще на стадии проектирования. Главные недостатки стеклопластиковой арматуры.

• Низкая термостойкость. Связующее возгорается при температуре 200 С, что не существенно в частном доме, но недопустимо в промышленных объектах, где к конструкциям предъявляют повышенные требования огнеупорности.
• Модуль упругости всего 56 000 МПА (для стальной арматурной проволоки порядка 200 000 МПа).
• Невозможность самостоятельно согнуть прут под нужным углом. Изогнутые прутья изготавливают на заводе по индивидуальному заказу.
• Прочность текстолитовых изделий со временем снижается.
• Арматура стеклопластиковая обладает низкой прочностью на излом, которая со временем только усугубляется.
• Невозможность создания твердого, жесткого каркаса.

Разновидности арматуры

Использование в строительстве стеклопластиковой арматуры требует ознакомления с видами данного материала. По назначению, материал делится на изделия:

• для монтажных работ;
• рабочую;
• распределительную;
• для армирования конструктивных элементов из бетона.

По способу применения АСП подразделяется на:

• нарезанные прутки;
• армирующие сетки;
• арматурные каркасы.

По форме профиля:

• гладкая;
• рифленая.

Форма профиля стеклопластиковой арматуры.

Сравнительные характеристики СПА и стальной арматуры

Для того чтобы выбрать стекловолоконную арматуру либо стальную, необходимо наглядно сравнить два вида. Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры приведены в таблице.

Особенности монтажа СПА

Свойства и технические характеристики СПА, делают материал практически идеальным для строительства дома своими руками. Для того, чтобы дом был прочным и прослужил нескольким поколениям семьи, важно грамотно выполнить монтаж стеклопластиковой арматуры, учитывая ее недостатки.

Горизонтальное армирование фундамента

Укладка СПА для армирования фундамента выполняется после установки опалубки и подготовки площади. После этого укладывают продольный слой прутьев. Для этого берут прутки диаметром 8 мм. На него укладывают поперечный. Для этого берут 6-ти миллиметровую СПА. Эти слои образуют сетку. Узлы соединения фиксируются затяжными хомутами либо вязальной проволокой, диаметр которой 1 мм, в 2 пояса. Соединения выполняют с помощью крючка для вязки арматуры, который можно купить либо изготовить самостоятельно используя толстую проволоку. Для больших объемов работ рекомендуется пользоваться аппаратом для вязки с электроприводом.

Края сетки из прутков должны быть в 5 см от опалубки. Добиться необходимого расположения можно посредством фиксаторов либо обычных кирпичей. Когда сетка готова и расположена правильно, заливают бетонную смесь. Здесь необходимо соблюдать осторожность. Арматура для фундамента АСП не обладает такой твердостью, как стальная. При неосторожной заливке, она может прогнуться или сместиться с заданного положения. Если прутки сместятся, исправить ситуацию после заливки будет крайне сложно.

Для получения прочного фундамента без пустот, залитую бетонную смесь утрамбовывают строительным вибратором.

Как избежать проблем?

Основные проблемы, которые связаны с использованием прутков из волокон стекла, заключатся в некачественном/бракованном материале и неграмотном инженерном расчете конструкции. Проблемы могут возникнуть в строительстве дома, если не учтены характеристики используемой стеклопластиковой арматуры.

Избежать проблем во время и после строительства помогут точные расчеты, аккуратность выполнения работ, строгое соблюдение рекомендаций производителя по выбору и монтажу материала.

Проверить качество товара до приобретения возможно лишь визуально. Для этого следует обращать внимание на следующие моменты.

• Производитель. Если товар приобретается не на заводе, необходимо запросить документацию на товар, подтверждающий его качество и заводской (не кустарный) вид производства.
• Цвет. Однородный по всему прутку цвет говорит о качестве. Неравномерно окрашенное изделие означает, что была нарушена технология производства.
  • Коричневый цвет указывает на выгорание вещества.
  • Зеленый – о недостаточной термообработке.
• Поверхность стержня должна быть без сколов, выемок, раковин и прочих дефектов, спиральная навивка – ровной, непрерывной, с постоянным шагом.
• Несмотря на желание сэкономить, нужно помнить, что качественную стеклопластиковую арматуру не продают дешево. Слишком низкая стоимость говорит о малой прочности и недолговечности.

Применение стеклопластиковой арматуры в ряде случаев целесообразно вместо металлической арматуры. Иногда допустимо комбинировать металлические и стеклопластиковые прутки при сооружении одной конструкции. Чтобы впоследствии не сожалеть об использовании АКС, следует тщательно проводить расчеты будущих построек на стадии проектирования. Подбирают композитную арматуру аналогично стальной, учитывая ключевые параметры: прочность на изгиб, показатель прочности на разрыв и пр.

Возможность использования стекловолоконных прутков оценивается исходя из подвижности и типа грунта, требований пожарной безопасности, продольных и поперечных нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию. Например, на болотистых и подвижных почвах для армирования применяют металлическую арматуру. Стеклопластиковую арматуру просто сломают подвижки грунта ввиду ее малой прочности на излом.

виды, характеристики, плюсы и минусы, область применение в строительстве.

Сравнительно недавно металлическая арматура была не просто самой распространенной – она была единственным в своем роде материалом. Неудивительно, что все армирование бетона выполнялось с её помощью. Но сегодня рынок насыщен многочисленными аналогами, большинство из которых превосходит металлические пруты по ряду параметров. Одним из них является арматура композитная, так же известная как пластиковая. Рассмотрим подробно, что она собой представляет.

Что такое композитная арматура?

Внешне она похожа на классические металлические пруты, но основным материалом при её изготовлении являются волокна из углерода, базальта, стекла или арамида. Они скрепляются воедино специальными термопластичными или термореактивными полимерами, придающими им высокую прочность и долговечность.

Неметаллическая арматура может иметь на поверхности специальные ребра, что повышает качество сцепления с бетоном при армировании. В некоторых случаях поверхность просто густо посыпается песком. Прилипая к ещё не застывшему полимеру, он также улучшает сцепление, но благодаря простоте изготовления стоимость материала значительно ниже.

Кроме того, в продаже имеется гладкая пластиковая арматура. Она имеет сравнительно невысокую цену, но малое сцепление существенно ограничивает сферу применения. Её не используют в качестве основной рабочей арматуры – только как вспомогательную. При армировании крупных массивов бетона (фундамент, толстые стены) пруты не укладываются на основание, а собираются в каркас. Основные пруты, которые будут улучшать качества бетона, имеют ребра. А гладкие применяется именно для сборки каркаса – на них приходится минимальная нагрузка. Поэтому возможно использование более простого материала для снижения затрат на строительство.

Где она применяется?

Применение композитной арматуры стремительно набирает популярность. Она используется при возведении различных объектов:

• малоэтажные здания;
• монолитное строительство с легкими и тяжелыми бетонами;
• дорожные полотна, основание железных дорог;
• железобетонные плиты перекрытия;
• мосты;
• путепроводы.

Кроме того, высокое качество продукции приводит к тому, что арматура из пластика часто применяется при изготовлении бетонных изделий, как с предварительным напряжением, так и без него. Опоры для линий электропередач, осветительные опоры, поребрики, заборные плиты, шпалы для железных дорог – это далеко не полный список железобетонной продукции, при изготовлении которое используется арматура неметаллическая композитная.

Виды арматуры

Теперь расскажем поподробнее из каких материалов изготавливается неметаллическая композитная арматура. Наиболее распространенными на сегодняшний день являются следующие разновидности:

• АСП или стеклопластиковая. Изготавливается из стекловолокна, пропитанного термореактивной смолой, выполняющей функцию связующего материала. Главным достоинством является малый вес и высокая прочность;
• АУП или углепластиковая. Основным материалом при их изготовлении выступают углеводородные волокна. Обладая высокой прочностью, эта она имеет определенные недостатки. Главным из них является высокая цена. Именно из-за неё она не получила широкого распространения;
• АБП или базальтопластиковая. Создается из базальтового волокна и органических смол. Имеет меньшую прочность, чем стеклопластиковая, зато может применяться в агрессивных средах – солях, газах, щелочах и кислотах, что делает её весьма востребованным строительным материалом;
• АКК или комбинированная. Как понятно из названия, эта пластиковая арматура изготавливается из волокон разного типа – а конкретно из базальтопластиковых и стеклопластиковых. Является компромиссом между чистыми видами, частично сохраняя их достоинства.

Разумеется, все рассмотренные материалы в полной мере подходят под ГОСТ 31938-2012, регулирующий все характеристики нового материала. Благодаря такому многообразию использование композитной арматуры становится всё более широким. Для возведения любого объекта может быть подобран вариант, подходящий по стоимости, прочности и другим характеристикам.

Также в некоторых случаях можно увидеть пруты разного цвета. Некоторые продавцы утверждают, что цвет влияет на прочность, химическую стойкость и другие параметры. На самом деле это не более, чем рекламный ход. Красящий пигмент никак не влияет на важные технические характеристики материала – не улучшает и не ухудшает его. Главное назначение – придание внешнего вида (опять же рекламный ход, заставляющий потенциального покупателя обратить внимание на конкретную продукцию) и упрощение визуального распознавания прутов разной толщины.

Композитная арматура какого диаметра существует?

Как в случае с металлической, диаметр композитной арматуры может быть различным. Наиболее востребованы материалы диаметром от 4 до 32 миллиметров – они полностью удовлетворяют требованиям строителей как при заливке фундамента для бани или гаража, так и при строительстве многоэтажного монолитного дома.

Однако некоторые покупатели, не слишком хорошо разбирающиеся в торговле, удивляются, что при собственноручном замере диаметр не соответствует тому, что был заявлен в магазине. Здесь нет ничего удивительного. Во-первых, погрешность в несколько всегда может иметь место – даже при замере одного прута в разных точках. Но это практически не влияет на прочность материала, поэтому ГОСТ предусматривает такие перепады. Во-вторых, изучая характеристики композитной арматуры, вы читаете про номинальный диаметр. Также существует внешний (при проведении замеров по выступающим ребрам) и внутренний (при замере по самому стержню). Номинальный же, который присваивается материалу, является средним арифметическим между внешним и внутренним.

Также при строительстве нередко используют сетку из композитной арматуры. Тонкие волокна и высокая гибкость значительно упрощают процесс выравнивая потолков и стен (если накладываемый слой штукатурки имеет толщину 1.5-2.5 сантиметра и более), а также прекрасно подходят для армирования бетонной стяжки.

Когда с этим разобрались, будет полезно рассказать о плюсах и минусах композитной арматуры, чтобы каждый потенциальный покупатель решил – подходит ему этот материал или же лучше поискать другой.

Основные достоинства

Для начала расскажем про преимущества композитной арматуры, позволившие ей стать настолько популярным строительным материалом:

1. Высокая прочность – по некоторым данным строительная полимерная арматура из стеклопластика в 10 раз прочнее, чем такая же по диаметру металлическая.
2. Экологическая чистота. Материал не вредит окружающей среде, не выделяет даже при длительной эксплуатации и контакте с открытым огнем токсичные вещества.
3. Низкий коэффициент теплопроводности снижает теплопотери здания.
4. Устойчивость перед коррозией – даже если при работе материал напрямую контактирует с водой, газом или агрессивной средой, он способен прослужить многие годы, не снижая изначальных эксплуатационных характеристик.

Кроме прекрасных строительных свойств использование композитной арматуры в строительстве оправдано по причине удобства рабочих. Она обладает большей гибкостью, чем металлическая, но при этом, как уже говорилось, имеет высокую прочность. Благодаря таким качествам создание каркаса становится значительно более легким и простым. Для обеспечения высокой надежности угловых соединений теперь не обязательно использовать специальные станки, чтобы сгибать арматуру.

Также в положительные свойства композитной арматуры можно вписать коэффициент температурного расширения близкий с бетоном. Если армированный бетон нагревается или охлаждается, то он не разрушается, так как пластиковая арматура расширяется и сужается вместе с ним.

Имеет ли материал недостатки?

Каждый строительный материал имеет определенные недостатки. Поэтому знать про минусы композитной арматуры не менее важно, чем про достоинства. Перечислим основные из них:

1. Малая упругость. Как показывают испытания, пластиковая арматура имеет упругость примерно в 4 раза ниже, чем у такой же по диаметру металлической. Поэтому при армировании крупных объемов бетона нужно использовать в 4 раза больше арматуры, что весьма не дешево.
2. Опасность резки. Если металлический прут можно разрезать или распилить без лишних проблем, то когда распиливается неметаллическая арматура в воздух попадает большое количество микроскопических частиц стекловолокна. При попадании в дыхательные пути или глаза они могут стать причиной множественных микротравм.
3. Низкая пластичность. Материал практически лишен пластичности. Поэтому, чтобы согнуть прут, необходимо нагреть его до нужной температуры. Очень важно не превысить отметку в 300 градусов по Цельсию – это приведет к потере несущих свойств.

Как видите, пластиковая арматура имеет как важные преимущества, так и серьезные недостатки. Серьёзно подумайте, прежде чем окончательно определиться с выбором подходящей арматуры для строительства.

Теперь вы знаете, что такое композитная арматура, а также разбираетесь в её плюсах и минусах. Это позволит легко сделать правильный выбор, о котором не придется сожалеть впоследствии. К тому же, разбираясь в основных свойствах материала, можно легко решить, в каких случаях он станет лучшим выбором, а когда желательно отдать предпочтение другим аналогам.

технические характеристики, процесс производства, плюсы и минусы, область применения

Арматура – обязательный атрибут современного строительства. Применяется при возведении фундаментов частных домов, бань и заводов, строительстве мостов и дорог. Сегодня большой популярностью пользуется базальтопластиковая арматура (АБП). Материал обладает характеристиками, позволившими ему частично вытеснить классическую металлическую арматуру – проверенный и надежный материал. Поэтому перед выбором подходящего строительного материала, полезно узнать больше про АБП.

Процесс изготовления

Данный вид композитной арматуры, изготавливается из базальтовых волокон, которые пропитываются термореактивными или термопластичными связующими полимерами. Благодаря своему составу, прутья АБП обладают высокой стойкостью к агрессивным средам.

Сегодня существует несколько методов изготовления прутьев из базальтопластика. От этого зависят свойства готовой продукции. Перечислим наиболее распространенные варианты:

• Pulltrusion – волокна стержня пропитываются специальным полимером, после чего пропускаются через фильеры, диаметр которых постепенно уменьшается. Это дает возможность формовать и повышать прочность готового материала.
• Planetrusion – применяется безфильерная протяжка, позволяющая снизить стоимость прутьев.
• Needletrusion – волокнистые нити, связанные в один стержень, пропитываются полимерным связующим, пропускаются по отдельным каналам. А потом соединяются, подвергаясь натягиванию и скручиванию. Готовая арматура отличается высокой стоимостью, зато имеет прекрасные эксплуатационные характеристики.

Требования к внешнему виду базальтопластиковой арматуры.

Большой выбор технологий производства позволяет получить готовую продукцию, отвечающую требованиям потребителя. Есть возможность выбрать материал, имеющий подходящий диаметр и длину, а также другие важные характеристики.

Технические характеристики

В зависимости от требований пользователя прутья могут иметь как гладкую, так и рельефную поверхность. Выпускаются номинальными диаметрами от 4 до 32 миллиметров. При желании можно заказать и иной диаметр – производство базальтовой арматуры отличается высокой гибкостью. Однако 32 миллиметра – это и без того очень толстые пруты, способные выдержать нагрузки в десятки тонн. От толщины зависит также способ хранения. Тонкая арматура, от 4 до 8 мм., хранится и перевозится в бухтах длиной 50 или 100 метров. Толстая – в прутах длиной от 0,5 метров и больше.

Таблица физико-механических характеристик базальтопластиковой арматуры

Сфера применения

Как показывает практика, применение этого материала оправдано при строительстве любых объектов. Её применяют при возведении промышленных, общественных и жилых зданий, в коттеджном и малоэтажном строительстве. Часто прутья применяются при заливке бетонных форм в зимнее время. Чтобы раствор набрал твердость, в него добавляют специальные противоморозные добавки. Благодаря им можно заниматься строительством в холодное время года. Но при этом существенно ускоряется коррозия стальной арматуры. Но композитная базальтовая арматура не боится коррозии, поэтому может использоваться при строительстве.

Применение базальтопластиковой арматуры в строительстве.

Устойчивость к коррозии дополнительно увеличивает сферу применения. Арматура базальтовая применяется при сооружении насыпей и устройстве дорожных покрытий, на которых будут использоваться специальные противогололедные реагенты, которые также могут стать причиной коррозии. Металлическая арматура боится влажности, особенно соленой воды. Поэтому пользоваться ею при возведении берегоукрепительных конструкций следует с осторожностью. Но базальтопластику коррозия не грозит, поэтому строительство становится простым и безопасным.

Достоинства

В настоящее время процент использования в строительных работах базальтопластиковых прутьев, растет с быстрым темпом. Это неудивительно, если знать, какие преимущества характерны для материала. Коротко расскажем о главных достоинствах, которые высоко ценят профессионалы:

• Высокая, по сравнению с металлическим аналогом, прочность. Как показали проверки, она выдерживает нагрузки на разрыв в 3 раза большие, чем привычные прутья из металла.
• Легкость – выигрыш по весу составляет примерно 4-5 раз.
• Не боится коррозии (о чем уже говорилось выше).
• Отличается малой теплопроводностью, благодаря чему существенно снижается теплопроводность стен зданий, а значит и их теплопотери при эксплуатации.
• Работает в широком диапазоне температур – от -70 до +100 градусов по Цельсию.
• Транспортировка – арматуру малого диаметра можно перевозить в бухтах, даже на легковом автомобиле.
• Температурный коэффициент расширения, такой же как и у бетона.  Что не допускает появлению трещин в бетонной конструкции, при изменениях температуры окружающей среды.
• Обеспечивает хорошее сцепление при работе в бетоне.

Поэтому вопросов о том, почему же базальтопластиковая арматура быстро набрала популярность, обычно не возникает.

К сожалению, любой строительный материал имеет не только плюсы, но и минусы. О последних знать особенно важно. Поэтому расскажем коротко и о них.

Недостатки

Одним из главных минусов, каким обладают прутья из базальтопластика, является низкая пластичность. Площадка текучести практически полностью отсутствует. Поэтому согнуть их просто невозможно – приходится использовать специальное оборудование для нагрева до нужной температуры. Это делает строительство (особенно частное) более сложным.

Низкая жесткость, в 4 раза меньше чем у металлической арматуры. Так же малая теплостойкость – теряет свои несущие свойства при температуре выше 300°С, а металлическая при 500°С. В связи с этим её применение в строительстве резко ограничивается.

При работе с нею желательно использовать защитное оборудование. А пилить базальтовую арматуру без перчаток, очков и респиратора ни в коем случае нельзя. При этом образуется мельчайшая пыль. Малый вес позволяет ей долгое время находиться в воздухе. Каждая пылинка представляет собой тонкую и острую иголку из стекловолокна. Попадание их на открытую кожу, органы дыхательных путей и глаза станет причиной опасных травм.

Выбирая строительный материал, ни в коем случае не стоит забывать про эти недостатки. В противном случае можно возвести строение, которое не будет отвечать предъявляемым требованиям, а также нанести урон собственному здоровью.

Опираясь на приведенные выше аргументы, можно с уверенностью сказать – если внимательно изучить свойства материала, то впоследствии сожалеть о его использовании при строительстве не придется. Конструкция, возведенная с помощью базальтопластиковой арматуры, прослужит десятилетия.

Сырьё для производства стеклопластиковой арматуры

Из чего же на самом деле сделана композитная стеклопластиковая арматура?

Отвечает Генеральный Директор ООО «Обнинский Завод Композитных Материалов» Клименко Максим Владимирович:

«Добрый день. Во-первых, сразу хочу отметить, что продукция ООО «Обнинский Завод Композитных Материалов» вот уже 3 года производится только из лучших связующих материалов и стекловолокна иностранного производства.
Мы ставим «во главу угла» качество продукции, поэтому заключены договора с мировыми лидерами по производству сырья для производства композитных материалов. Из чего же на самом деле сделана композитная стеклопластиковая арматура?

Стеклоровинг — это основной материал при производстве композитной стеклопластиковой арматуры. Компания Jushi (Юши или Джуши) производит стеклоровинги на основе модифицированных силановых замаслевателях №386 и №312, которые специально разработаны и успешно совместно применяются при производстве композитных стеклопластиковых изделий методом пултрузии.

Эпоксидная смола — это основной полимер, применяемый при производстве стеклопластиковой арматуры. Для производства стеклопластиков методом пултрузии, в том числе при производстве композитной стеклопластиковой арматуры, опор — колышек для растений и других продуктов, применяем высококачественные эпоксидные смолы CYD 128, производства компании Sinopec (Китай) и эпоксидные смолы KER 828, производства Южнокорейского бренда Kumho. С этими компаниями Обнинский Завод Композитных Материалов так же имеет долгосрочные договоры на поставки эпоксидных смол.

ИМТГФА (Изометилтетрагидрофталевый ангидрид) — это основной отвердитель при производстве стеклопластиковой арматуры. ИМТГФА идеально подходит для высокотемпературного отверждения эпоксидных смол. Производство стеклопластиковой арматуры происходит при высоких температурах в специальных печах, температура доходит до 340С. Поэтому, при использовании ИМТГФА композитная продукция приобретает отличные физико-механические свойства и высокие прочностные характеристики.

Катализатор представляет собой особый компаунд, сочетающий в себе свойства Диэтиленгликоль Диглицидилового Эфира (ДЭГ-1) и Алкофена (ДМП). При использовании этих компонентов конечный продукт приобретает высокие свойства стойкости к химическому воздействию».

Какая арматура лучше – металлическая или стеклопластиковая?

Строительная отрасль активно внедряет новые технологии, пытаясь снизить стоимость материалов, повысить качество работ. Это касается способов укрепления бетонного монолита, здесь специалисты дискутируют на тему, какая арматура лучше – стеклопластиковая или металлическая? Чтобы разобраться в этом, необходимо изучить технические характеристики каждого материала и выяснить их преимущества друг перед другом.

Основные отличия и особенности применения

Стальная арматура – это металлическая жила с заданным сечением, прочность, коррозионная стойкость и упругость которой определяются свойствами примененной стали. Она имеет диаметр до 80 мм и ребристую поверхность для анкерных зацепов. Он поставляется в виде 12 метровых хлыстов, которые при необходимости разрезаются.

Композитное армирование осуществляется композитным прутом, в основе которого стеклопластиковое волокно, скрепленное полимерными смолами. На него напыляются минеральные материалы или навиваются волокна. Это делается для улучшения адгезии с бетоном, что повышает прочность монолита. Поставляется в виде отрезков или бухт, длиной до 100 м.

Металлическая и пластиковая арматура схожи, но существуют различия, которые учитываются при использовании. Стеклопластик намного легче и не подвергается коррозии. Поэтому он подходит малоэтажного строительства, фундаментов, зданий и сооружений на заболоченных почвах, других местах с высокой влажностью.

Металлическая арматура обладает повышенной упругостью, поэтому хорошо выдерживает кратковременные динамические нагрузки. Она не разрушается под воздействием высоких температур, поэтому применяется для строительства мостов, промышленных объектов, с повышенными требованиями по пожарной безопасности.

Преимущества и недостатки материалов

Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры определяется достоинствами и недостатками этих материалов. Это поможет сделать выбор для конкретного строительного проекта.

Среди плюсов стеклопластика — малый удельный вес и прочность, поэтому его легко доставлять на объект и работать, связывая сетки или каркасы. Другие преимущества композитного армирования:

• устойчивость к агрессивным воздействиям, она не боится морской воды, перепада температур, кислот или щелочей;
• не проводит электрический ток, поэтому хорошо проходит для жилых помещений, задний, где не требуется экранирование;
• не теряет своих свойств в широком диапазоне температур от -60 до +90ºС;
• большой выбор типоразмеров, при необходимости можно заказать любой нужный диаметр;
• для скрепления прутов не требуется сварки, достаточно пластиковых хомутов;
• прочность на разрыв превышает данный показатель у металлического аналога.

Этот материал имеет и недостатки:

• ее невозможно изогнуть непосредственно при создании армирующей конструкции, поэтому приходится заказывать гнутые элементы на заводе;
• сравнительно низкий модуль упругости;
• смола, применяемая для производства стеклопластика, воспламеняется при температуре около 200ºС, что недопустимо при повышенной пожароопасности.

Металлическая арматура – классический материал. Именно она чаще используется в производстве железобетонных конструкций, для объектов промышленного назначения, тяжелых фундаментов. Без нее не обойтись при строительстве сооружений с повышенной пожарной опасностью, под высоким поперечным сжатием или динамическими нагрузками. К преимуществам стальной арматуры относят:

• прочность;
• модуль упругости, превышающий в 4 раза аналогичный у стеклопластика;
• возможность сгибания металлического хлыста под любым углом;
• длительность эксплуатации, при правильном защитном слое бетона.

Арматура из металлического прута имеет и недостатки, из-за которых строителям приходится искать альтернативные материалы:

• высокий удельный вес, поставка в 12 метровых прутах;
• незащищенные бетонным слоем элементы разрушаются коррозией;
• для монтажа железа требуется сварка, в некоторых случаях спецтехника.

Сравнение характеристик

Чтобы выбрать между металлической и композитной арматурой, необходимо сравнить их характеристики. Подробнее можно узнать из таблицы:

Каждый из материалов имеет свои достоинства, например, стеклопластик более устойчив к разрывам, но имеет меньший модуль упругости, чем сталь. При проектировании здания и сооружений это учитывается, чтобы при минимальном количестве материалов получить нужную прочность.

Резюме

При сопоставимых характеристиках материалов, основное внимание обращается на цену. Она выше у стеклопластиковой арматуры, но это на первый взгляд. Например, если для армирования бетона по проекту нужно использовать металлический пруток 6 мм, то его можно заменить стеклопластиковым 4 мм. В одной тонне окажется 4504 погонных метра стальной арматуры. В стеклопластиковой – 50000 пог. м. В результате стоимость армирования окажется приблизительно одинаковой. Также, применение пластика уменьшает общий вес конструкции, что снижает давление на фундамент и грунт.

По характеристикам тоже нельзя дать однозначный ответ – для конкретного проекта требуется отдельный анализ технических условий. Стеклопластик подойдет для армопояса, укрепления стен зданий. Он используется для фундаментов в малоэтажном строительстве, особенно на влажных грунтах. Для крупных зданий лучше использовать металлическую арматуру, благодаря большему модулю упругости.

Стеклопластиковая арматура: характеристики, применение, фото, видео

Стеклопластиковая арматура, появившаяся на отечественном рынке относительно недавно, стала достойной альтернативой традиционным пруткам, изготовленным из металла. Стеклоарматура, как еще называют данный материал, обладает многими уникальными характеристиками, которые выгодно выделяют ее среди других изделий подобного назначения. Между тем подходить к выбору арматуры из стеклопластика следует очень взвешенно.

Стеклопластиковая арматура в пачках

Что собой представляет арматура из стеклопластика

Стеклопластиковая арматура, если разбираться в ее конструктивных особенностях, представляет собой неметаллический стержень, на поверхность которого нанесена навивка из стекловолокна. Диаметр спиралевидного профиля арматуры, изготовленной из композитных материалов, может варьироваться в интервале 4–18 мм. Если диаметр прутка такой арматуры не превышает 10 мм, то она отпускается заказчику в бухтах, если превышает – то прутками, длина которых может доходить до 12 метров.

Для изготовления композитной арматуры могут быть использованы различные типы армирующих наполнителей, в зависимости от этого она подразделяется на несколько категорий:

• АСК – изделия, изготовленные на основе стеклопластика;
• АУК – углекомпозитные армирующие изделия;
• АКК – арматура, выполненная из комбинированных композитных материалов.

На отечественном рынке наибольшее распространение получила стеклопластиковая арматура.

Различные стержни стеклопластиковой арматуры

Особенности структуры

Стеклопластиковая арматура – это не просто пруток из композитного материала. Она состоит из двух основных частей.

• Внутренний стержень представляет собой параллельно расположенные волокна стеклопластика, соединенные между собой при помощи полимерной смолы. Отдельные производители выпускают арматуру, волокна внутреннего ствола которой не параллельны друг другу, а завиты в косичку. Следует отметить, что именно внутренний стержень арматуры из стеклопластика формирует ее прочностные характеристики.
• Внешний слой арматурного прутка, изготовленного из стеклопластика, может быть выполнен в виде двунаправленной навивки из волокон композитного материала либо в виде напыления мелкофракционного абразивного порошка.

Стеклопластиковые арматурные стержни с абразивным напылением

Конструктивное исполнение арматурных прутков из стеклопластика, которое во многом определяет их технические и прочностные характеристики, зависит от фантазии производителей и применяемых ими технологий изготовления данного материала.

Основные свойства

Стеклопластиковая арматура, согласно результатам многочисленных исследований, проведенных компетентными организациями, обладает рядом характеристик, выгодно отличающих ее от других материалов подобного назначения.

• Арматурные прутки из стеклопластика обладают небольшой массой, которая меньше веса аналогичных изделий из металла в 9 раз.
• Стеклопластиковая арматура, в отличие от изделий из металла, очень устойчива к коррозии, отлично противостоит воздействию кислой, щелочной и соленой сред. Если сравнивать коррозионную устойчивость такой арматуры с аналогичными свойствами изделий из стали, то она выше в 10 раз.
• Свойство проводить тепло у стеклопластиковой арматуры значительно ниже, чем у изделий из металла, что минимизирует риск возникновения мостиков холода при ее использовании.
• За счет того, что арматура из стеклопластика транспортируется значительно проще, а срок ее эксплуатации значительно дольше, чем у металлической, ее применение более выгодно в финансовом плане.
• Стеклопластиковая арматура – это диэлектрический материал, который не проводит электрический ток, обладает абсолютной прозрачностью для электромагнитных волн.
• Использовать такой материал для создания армирующих конструкций значительно проще, чем металлические прутки, для этого нет необходимости в применении сварочного оборудования и технических устройств для резки металла.

Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры

Благодаря своим бесспорным достоинствам стеклопластиковая арматура, появившись относительно недавно на отечественном рынке, уже успела завоевать высокую популярность как у крупных строительных организаций, так и у частных застройщиков. Между тем обладает такая арматура и рядом недостатков, к наиболее значимым из которых следует отнести:

• достаточно низкий модуль упругости;
• не слишком высокую термическую устойчивость.

Низкий модуль упругости стеклопластиковой арматуры является плюсом при изготовлении каркасов для укрепления фундамента, но большим минусом в том случае, если она используется для армирования плит перекрытия. При необходимости обращения в таких случаях именно к этой арматуре предварительно необходимо провести тщательные расчеты.

График замены стальной арматуры на композитную

Невысокая термическая устойчивость стеклопластиковой арматуры является более серьезным недостатком, ограничивающим ее применение. Несмотря на то, что такая арматура относится к категории самозатухающих материалов и не способна служить источником распространения огня при ее применении в бетонных конструкциях, при высоких температурах она утрачивает свои прочностные характеристики. По этой причине использоваться такая арматура может только для укрепления тех конструкций, которые не подвергаются воздействию высоких температур в процессе эксплуатации.

Еще одним значимым недостатком арматуры, изготовленной из стеклопластика, следует отнести то, что со временем она утрачивает свои прочностные характеристики. Этот процесс значительно ускоряется, если она подвергается воздействию щелочных сред. Между тем такого недостатка можно избежать, если применять стеклопластиковую арматуру, изготовленную с добавлением редкоземельных металлов.

Как и из чего производят стеклопластиковую арматуру

Многим стеклопластиковая арматура знакома не только по фото в интернете, но и на практике применения в строительстве, однако мало кто знает, как она производится. Технологический процесс производства арматурных прутков из стеклопластика, за которым очень интересно наблюдать по видео, легко поддается автоматизации и может быть реализован на базе как крупных, так и небольших производственных предприятий.

Технологическая линия производства стеклопластиковой арматуры

Для изготовления такого строительного материала прежде всего необходимо подготовить сырье, в качестве которого используется алюмоборсиликатное стекло. Чтобы придать исходному сырью требуемую степень тягучести, его расплавляют в специальных печах и уже из полученной массы вытягивают нити, толщина которых составляет 10–20 микрон. Толщина полученных нитей настолько невелика, что, если снять их на фото или видео, то без увеличения полученной картинки их не разглядеть. На стеклонити при помощи специального устройства наносится маслосодержащий состав. Затем из них формируются пучки, которые получили название стеклоровинга. Именно такие пучки, собранные из множества тонких нитей, являются основой стеклопластиковой арматуры и во многом формируют ее технические и прочностные характеристики.

Устройство подогрева и разделения нитей

После того как нити из стеклопластика подготовлены, они подаются на производственную линию, где их и превращают в арматурные прутки различного диаметра и разной длины. Дальнейший технологический процесс, познакомиться с которым можно по многочисленным видео в интернете, выглядит следующим образом.

• Через специальное оборудование (шпулярник) нити подаются на натяжное устройство, которое одновременно выполняет две задачи: выравнивает напряжение, имеющееся в стеклонитях, располагает их в определенной последовательности и формирует будущий арматурный стержень.
• Пучки нитей, на поверхность которых предварительно был нанесен маслосодержащий состав, обдаются горячим воздухом, что необходимо не только для их просушки, но и для незначительного нагревания.
• Прогретые до требуемой температуры пучки нитей опускаются в специальные ванны, где пропитываются связующим веществом, также нагретым до определенной температуры.
• Потом пучки нитей пропускаются через механизм, при помощи которого выполняется окончательное формирование арматурного стержня требуемого диаметра.
• Если изготавливается арматура не с гладким, а с рельефным профилем, то сразу после выхода из калибровочного механизма осуществляется навивка пучков из стеклонитей на основной стержень.
• Чтобы ускорить процесс полимеризации связующих смол, готовый арматурный пруток подается в туннельную печь, перед входом в которую на прутки, изготавливаемые без навивки, наносится слой мелкофракционного песка.
• После выхода из печи, когда стеклопластиковая арматура практически готова, стержни охлаждают при помощи проточной воды и подают на резку либо на механизм их сматывания в бухты.

Отрезной механизм – последнее звено в производстве композитной арматуры

Таким образом, технологический процесс изготовления стеклопластиковой арматуры не такой сложный, о чем можно судить даже по фото или видео его отдельных этапов. Между тем такой процесс требует использования специального оборудования и строгого соблюдения всех режимов.

На видео ниже можно более наглядно ознакомиться с процессом производства композитной стеклоарматуры на примере работы производственной линии ТЛКА-2.

Параметры – вес, диаметр, шаг навивки

Арматура, для изготовления которой используется стекловолокно, характеризуется рядом параметров, определяющих область ее применения. К наиболее значимым относятся:

• вес одного погонного метра арматурного прутка;
• для изделий с рельефным профилем – шаг навивки пучков стекловолокна на их поверхности;
• диаметр арматурного стержня.

На сегодняшний день арматура с рельефным профилем выпускается преимущественно с шагом навивки, равным 15 мм.

Выбор диаметра стеклопластиковой арматуры

Наружный диаметр арматурного прутка характеризуется номером, который присваивается изделию в соответствии с Техническими условиями производства подобной продукции. В соответствии с ТУ, арматурные прутки из стекловолокна сегодня выпускаются под следующими номерами: 4; 5; 5,5; 6; 7; 8; 10; 12; 14; 16; 18. Вес погонного метра арматурных прутков из стекловолокна, представленных на современном рынке, варьируется в пределах 0,02–0,42 кг.

Виды стеклопластиковой арматуры и сферы ее применения

Арматура, для производства которой используется стекловолокно, имеет множество разновидностей, различающихся между собой не только по диаметру и форме профиля (гладкая и с рифлением), но и по области использования. Так, специалисты выделяют стеклопластиковую арматуру:

• рабочую;
• монтажную;
• распределительную;
• специально предназначенную для армирования бетонных конструкций.

В зависимости от решаемых задач такая арматура может использоваться в виде:

• штучных прутков;
• элементов армирующих сеток;
• арматурных каркасов различной конструкции и габаритов.

Арматурная стеклопластиковая сетка 100х100 мм

Несмотря на то, что арматура, изготовленная из стеклопластика, появилась на отечественном рынке недавно, предприятия, строительные компании и частные лица уже достаточно активно используют ее для решения различных задач. Так, набирает популярность применение стеклопластиковой арматуры в строительстве. С ее помощью армируют фундаменты и другие конструкции из бетона (дренажные колодцы, стены и др.), ее применяют для укрепления кладки, выполняемой из кирпича и блочных материалов. Технические характеристики стеклопластиковой арматуры позволяют успешно использовать ее в дорожном строительстве: для армирования дорожного полотна, укрепления насыпей и слабых оснований, создания монолитных бетонных оснований.

Частные лица, самостоятельно занимающиеся строительством у себя на приусадебном участке или на даче, также успели оценить достоинства данного материала. Интересен опыт применения стеклопластиковой арматуры на дачах и в огородах частных домов в качестве дуг для возведения парников. В интернете можно найти множество фото таких аккуратных и надежных конструкций, которые не подвержены коррозии, легко ставятся и так же легко демонтируются.

Каркас самодельного парника из стеклопластиковой арматуры

Большим преимуществом использования такого материала (особенно для частных лиц) является простота его транспортировки. Смотанную в компактную бухту стеклопластиковую арматуру можно увезти даже на легковом автомобиле, чего нельзя сказать об изделиях из металла.

Что лучше – стеклопластик или сталь?

Чтобы ответить на вопрос, какую арматуру лучше использовать – стальную или стеклопластиковую, – следует сравнить основные параметры этих материалов.

• Если арматурные прутки из стали обладают и упругостью, и пластичностью, то стеклопластиковые изделия – только упругостью.
• По пределу прочности стеклопластиковые изделия значительно превосходят металлические: 1300 и 390 МПа соответственно.
• Более предпочтительным является стекловолокно и по коэффициенту теплопроводности: 0,35 Вт/м*С0 – против 46 у стали.
• Плотность арматурных прутков из стали составляет 7850 кг/м3, из стекловолокна – 1900 кг/м3.
• Изделия из стекловолокна, в отличие от арматурных прутков из стали, обладают исключительной коррозионной устойчивостью.
• Стекловолокно – это диэлектрический материал, поэтому изделия из него не проводят электрический ток, отличаются абсолютной прозрачностью для электромагнитных волн, что особенно важно при строительстве сооружений определенного назначения (лаборатории, исследовательские центры и др.).

Между тем изделия из стекловолокна недостаточно хорошо работают на изгиб, что ограничивает их применение для армирования плит перекрытия и других сильно нагруженных бетонных конструкций. Экономическая целесообразность использования арматурных прутков, изготовленных из композитных материалов, заключается еще и в том, что их можно приобрести ровно такое количество, которое вам необходимо, что делает их применение практически безотходным.

Резюмируем все вышесказанное. Даже учитывая все уникальные характеристики композитной арматуры, применять ее следует очень обдуманно и только в тех сферах, где данный материал проявляет себя лучше всего. Нежелательно использовать такую арматуру для укрепления бетонных конструкций, которые в процессе эксплуатации будут испытывать очень серьезные нагрузки, способные стать причиной ее разрушения. Во всех же остальных случаях применение арматуры из стекловолокна и других композитных материалов подтвердило свою эффективность.

Оценка статьи:

Поделиться с друзьями:

Преимущества использования армированной стекловолокном полимерной арматуры (GFRP)

Композитный материал впервые был произведен в 1960-х годах. Полимер, армированный стекловолокном (FRP), получил коммерческое признание в 1980-х годах, когда он использовался в проекте высокоскоростных поездов в Японии. Вопрос в том, зачем инженерам нужен композитный материал для создания прочных и долговечных проектов и почему традиционно используемым армирующим материалам не хватает прочности. Ответ связан с коррозией, которая сокращает срок службы бетонной конструкции.Поэтому инженерам и строителям необходимо укреплять бетонные конструкции материалом, способным выдержать суровые условия окружающей среды.

приобретает коммерческую ценность в основном потому, что она устойчива к коррозионным агентам и не дает бетону ржаветь или ослабевать. Арматура из стеклопластика или армированного стекловолокном полимера является разновидностью стеклопластика. Современные композитные материалы, такие как стеклопластик, были приняты в США и Канаде для применения в конструкциях в конце 1990-х годов. Чувствительные бетонные конструкции, такие как дамбы, плотины и электростанции, должны быть усилены коррозионно-стойкой арматурой.Таким образом, армирующий материал из стекловолокна считается идеальным продуктом для чувствительных бетонных инфраструктур.

Преимущества арматуры GFRP:

Полимерная арматура, армированная стекловолокном, представляет собой строительный продукт с высокой добавленной стоимостью. Провайдеры мега-инфраструктуры, такие как правительства, теперь признали тот факт, что стеклопластик — это экономичный строительный материал, обладающий полным потенциалом для продления срока службы общественных сооружений, где коррозия может иметь огромное экономическое и экологическое воздействие.С ростом коррозии из-за глобального потепления значительную популярность приобрел армирующий материал из стекловолокна . В будущем эти современные композитные материалы будут более наглядно демонстрировать свои сильные стороны и свойства. Вот некоторые из преимуществ использования арматуры GFRP в различных приложениях:

• В состав GFRP входит высококачественная коррозионно-стойкая винилэфирная смола, которая увеличивает срок службы бетонной конструкции.
• По сравнению с традиционным армирующим материалом, арматура из стеклопластика на веса стали и вдвое превышает предел прочности стали на разрыв.
Арматура из стеклопластика
• не проводит электричество и тепло, что делает ее идеальным выбором для таких объектов, как электростанции и научные установки.
• Принимая во внимание долгосрочные преимущества арматуры GFRP, она является экономически эффективным продуктом по сравнению с нержавеющей сталью с эпоксидным покрытием.
• Неуязвим для ионов хлора и других химических элементов.
• Может быть изготовлен с нестандартной длиной, изгибом и формой.
• Процесс установки арматуры GFRP очень удобен в сочетании с тем, что ее легко резать и обрабатывать.
• Прозрачен для электрического поля и радиочастот
• Проект, армированный арматурой GFRP, не требует обслуживания, что позволяет строителям избежать затрат на восстановление.

Может показаться, что арматура из стекловолокна стоит дорого, в то время как другая традиционная стальная арматура относительно недорога. Фактически, арматура из стекловолокна является экономичным строительным материалом, поскольку она обеспечивает долгий срок службы бетонной конструкции без капитального ремонта.

FMSC — Арматура из стекловолокна

1. Дом
2. Арматура из стекловолокна

Выбор обычных армирующих материалов из стекловолокна. Эти материалы, используемые в инструментальной оснастке и производстве готовых композитных деталей, представляют собой самое высокое качество в отрасли.

Стекловолокно

Значительно расширенный выбор веса и переплетения с использованием тканей BGF

Лента из стекловолокна

Узкие полоски стеклоткани для точного копирования

Прядь из стекловолокна

Армирование для уретановых и эпоксидных ламинатов

Ткань для вуали из стекловолокна

Нетканые легкие маты из непрерывных волокон из стекловолокна, используемые при ламинировании стекловолокном

Стекловолоконный ровинг

Тяжелая и экономичная ткань из стекловолокна

Стекловолокно Stitchmat

Heavy (18 унций.) тканый ровинг, пришитый к мату из стекловолокна весом 3/4 унции

Мат из рубленых волокон из стекловолокна

Нетканая армирующая ткань, изготовленная из рубленых волокон стекловолокна.

Препреги из стекловолокна

Стеклоткани, предварительно пропитанные эпоксидной смолой

×

Товар добавлен в список предложений

типов стекловолокна, используемых в структурном армировании FRP

Стекловолокно на сегодняшний день является наиболее распространенным волокном, используемым в промышленности армированных полимеров, и одним из самых универсальных.Хотя плавление стекла и вытягивание волокон является древней техникой, длинное непрерывное волокно, вытягиваемое из стекла, было введено в 1930-х годах компанией Owens-Corning как стекловата и получило популярное название стекловолокно.

Нажмите, чтобы увеличить

Волокна из стекла производятся во многих вариантах для конкретных целей. Обычно он имеет содержание кремнезема более 50 процентов, а композиция с различными минеральными оксидами придает конечному продукту его отличительные характеристики.Ниже показаны различные типы стекла.

Типы стекловолокна

A-стекло — Щелочное стекло, изготовленное из силиката натрия и кальция. Используется там, где электрическое сопротивление E-стекла не требуется. Стекло A-стекло или натриевое стекло является преобладающим стеклом, используемым для изготовления контейнеров и оконных стекол.

Стекло AR — Стекло, устойчивое к щелочам, на основе силикатов циркония. Используется в подложках из портландцемента.

C-стекло — Коррозионно-стойкое стекло, изготовленное из боросиликатов кальция.Используется в кислотно-агрессивных средах.

Стекло D — Стекло с низкой диэлектрической проницаемостью, изготовленное из боросиликатов. Используется в электрических приложениях.

E-glass — Стекло с высоким электрическим сопротивлением, не содержащее щелочей, изготовленное из боросиликатов алюминия и кальция. Е-стекло известно в промышленности как универсальное волокно благодаря своей прочности и электрическому сопротивлению. Это волокно, наиболее часто используемое в производстве армированных волокном полимерных композитов.

Стекло ECR — Стекло E с повышенной стойкостью к кислотной коррозии, изготовленное из алюмосиликатов кальция.Используется там, где необходимы прочность, электропроводность и стойкость к кислотной коррозии.

R-glass — Армирующее стекло из алюмосиликатов кальция, используемое там, где требуется более высокая прочность и устойчивость к кислотной коррозии.

S-стекло — Стекло высокой прочности, изготовленное из алюмосиликатов магния. Используется там, где требуется высокая прочность, высокая жесткость, экстремальная термостойкость и коррозионная стойкость.

Стекло S-2 — Стекло, аналогичное стеклу S, но с несколько улучшенными свойствами.«S-2» — это торговая марка, первоначально созданная Owens-Corning, но выделившаяся в 1998 году и теперь являющаяся зарегистрированной торговой маркой AGY Holdings Corp.

Волокна, используемые для структурного армирования композитов, обычно относятся к категориям E-стекла, AR-стекла и S-стекла. Из всех волокон, доступных для структурного усиления и усиления, Е-стекло является наиболее используемым и наименее дорогим.

Керамогранит и керлит для полов и стен

• Контакты
• Сеть продаж
• Поиск
• нас

• Компания
  • Котто д’Эсте
  • Профиль компании
  • НАШИ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА
  • Сертификаты
  • Гарантия 20 лет
  • Филиалы
  • Головной офис
  • Выставочный зал в Милане
  • Торговая сеть
  • Контакты
  • шоу рум
  • HQ
• Технологии
  • Технологии
  • Керлит
  • Грес 14 мм
  • Грес 20 мм
  • ЗАЩИТИТЬ
  • Kerlite Easy
  • Значения керамики
• Товары
  • Образ
  • Stone

Руководство по дизайну из стекловолокна и композитных материалов

Цель данного руководства по дизайну — предоставить некоторую общую информацию о стекловолокне и композитных материалах и объяснить, как проектировать изделия из этих материалов.Если у вас есть конкретные вопросы, свяжитесь с нашими инженерами из Performance Composites, и они с радостью вам помогут.

Композиционные материалы

Композитные материалы изготавливаются путем объединения двух материалов, один из которых является армирующим материалом (волокном), а другой — матрицей (смолой). Комбинация волокна и матрицы обеспечивает характеристики, превосходящие любой из материалов, используемых по отдельности. Примерами композитных продуктов в природе являются дерево, бамбук и кость, а примером первых искусственных композитов является грязь и солома, которые использовались более 10 000 лет.

Композитные материалы очень универсальны и используются во множестве приложений. Композитные детали обеспечивают превосходную прочность, жесткость и малый вес, и им можно придать любую форму. Идеальное применение — это большие конструкции сложной формы, такие как покрытия из стекловолокна. Композитные продукты идеально подходят для применений, где требуется высокая производительность, таких как аэрокосмическая промышленность, гоночные автомобили, катание на лодках, спортивные товары и промышленные применения. Наиболее широко используемый композитный материал — это стекловолокно в полиэфирной смоле, которое обычно называют стекловолокном.Стекловолокно легкое, устойчивое к коррозии, экономично, легко обрабатывается, имеет хорошие механические свойства и имеет более чем 50-летнюю историю. Это преобладающий материал в таких отраслях, как судостроение и оборудование для коррозии, и он играет важную роль в таких отраслях, как архитектура, автомобилестроение, медицинское, развлекательное и промышленное оборудование.

Типичные композитные материалы могут быть изготовлены из таких волокон, как стекловолокно, углеродное волокно (графит), кевлар, кварц и полиэстер.Волокна входят в вуаль, мат из коротких волокон, тканую ткань, однонаправленную ленту, двухосную ткань или трехосную ткань. Смолы обычно представляют собой смолы термического отверждения, такие как полиэфир, сложный виниловый эфир, эпоксидная смола, полиуретан и фенол. Смолы начинаются в виде жидкости и полимеризуются в процессе отверждения и затвердевают. Весовое отношение волокон к смоле может составлять от 20% волокон до 80% смолы, от 70% волокон до 30% смолы. Обычно более высокое содержание волокна обеспечивает даже лучшую прочность и жесткость, а непрерывные волокна обеспечивают лучшую прочность и жесткость.Использование композитных материалов дает инженерам возможность адаптировать комбинацию волокон и смолы к требованиям конструкции и работать лучше, чем стандартные материалы.

Композитные материалы заменяют металлы и пластмассы во многих отраслях промышленности, а композиты являются предпочтительным материалом для многих новых применений. См. Таблицу 1 для сравнения стоимости и свойств композитных материалов коммерческого класса с алюминием, сталью и деревом.

ТАБЛИЦА 1

Процесс производства открытой формы

Наиболее распространенный процесс производства стекловолокна — это мокрый способ укладки или распыление с помощью измельчителя с использованием открытой формы.Форма детали определяется формой формы, и поверхность формы обычно контактирует с внешней стороной детали. Смазка для пресс-формы сначала наносится на форму, чтобы предотвратить прилипание стекловолоконной детали к форме. Гелевое покрытие, представляющее собой пигментированную смолу, наносится на форму для придания цвету детали. Затем стекловолокно и смола наносятся на форму, и стекловолокно сжимается роликами, которые равномерно распределяют смолу и удаляют воздушные карманы. Наносится несколько слоев стекловолокна, пока не будет достигнута желаемая толщина.Как только смола затвердеет, деталь вынимают из формы. Лишний материал обрезается, и деталь готова к покраске и сборке. Существуют также процессы закрытых форм для изготовления деталей из стекловолокна.

Процесс вакуумной инфузии (легкий RTM)

Процесс вакуумной инфузии (VIP) — это метод, в котором для втягивания смолы в ламинат используется вакуум. Процесс выполняется сначала путем загрузки волокон ткани и материалов сердцевины в форму, затем с помощью вакуумного мешка или встречной формы для закрытия формы и создания вакуумного уплотнения.Вакуумный насос используется для удаления всего воздуха из полости и уплотнения волокон и материалов сердцевины. По-прежнему в вакууме в полость пресс-формы вводится смола для смачивания волокна. Расположение вакуумных портов и точек введения смолы необходимо тщательно спланировать, чтобы обеспечить полную инфузию смолы. Преимущество процесса вакуумной инфузии заключается в создании ламината с очень высоким содержанием волокон (до 70% волокон по весу), что позволяет создать очень прочную и жесткую деталь при минимальном весе.Вакуумная инфузия — это также эффективный процесс производства сложного ламината с множеством слоев волокон и материалов сердцевины.

Процесс производства препрега

Препрег — это ткань, предварительно пропитанная смолой (обычно эпоксидной). Смола отверждается до стадии B, образуя гель, который не является ни жидким, ни твердым. Материалы препрега необходимо хранить в замороженном состоянии, чтобы предотвратить его полное отверждение. Препрег разрезается на формы и наносится на форму слоями.Затем поверх материала помещается вакуумный мешок, и вакуумный насос всасывает весь воздух и сжимает слои вместе и уплотняет материалы. Затем загруженную форму помещают в печь, в которой смола разжижается и смачивает волокна. При повышении температуры смола полимеризуется и затвердевает. Преимуществами препрега являются очень жесткий контроль соотношения волокон, малое количество пустот, точное расположение ткани и однородность толщины. Препрег обычно используется для изготовления изделий из авиакосмической отрасли и легких деталей с высокими эксплуатационными характеристиками.

Информация о конструкции

Как и любой материал, стекловолокно имеет достоинства и недостатки; тем не менее, в таких областях применения, как коррозия, производство малых и средних объемов, очень большие детали, фасонные или закругленные детали и детали, требующие высокой удельной прочности, предпочтительным материалом является стекловолокно. Стекловолокно — идеальный материал для дизайнеров, потому что детали могут быть адаптированы для обеспечения прочности и / или жесткости в необходимых направлениях и местоположениях путем стратегического размещения материалов и ориентации волокон.Гибкость конструкции и производства стекловолокна предоставляет возможности для объединения деталей и включения многих функций в деталь для дальнейшего снижения общей стоимости детали. Некоторые общие принципы проектирования перечислены ниже:

Механика и анализ композиционных материалов

Механические свойства металла и пластика изотропны (прочность и жесткость одинаковы во всех направлениях).Механические свойства композиционных материалов анизотропны (разная прочность и жесткость в зависимости от направления волокон и нагрузки). Разница между изотропными и анизотропными свойствами усложняет анализ составной конструкции, но большинство программ FEA имеют возможности составного анализа. Анизотропные свойства композитных материалов позволяют инженеру адаптировать композитные материалы для увеличения прочности и жесткости только в тех областях и направлениях, где это необходимо, тем самым снижая вес и затраты.Наши инженеры рады помочь вам с анализом и проектированием.

Инструмент

Инструменты или формы используются для определения формы деталей из стекловолокна. Стеклопластиковая деталь подберет все формы и особенности форм; поэтому качество детали во многом зависит от качества формы. Формы могут быть мужскими или женскими. Матричные формы являются наиболее распространенными, и они позволяют производить детали с гладкой внешней поверхностью, а охватываемые формы — с гладкой внутренней поверхностью (см. Рисунок ниже).

Для очень коротких производственных циклов (менее 10 деталей) временные формы могут быть изготовлены из дерева, пены, глины или гипса. Эти формы экономичны и могут быть изготовлены быстро, что позволит изготавливать недорогие прототипы деталей. Для производства больших объемов пресс-формы обычно изготавливаются из стекловолокна. Эти формы имеют ожидаемый срок службы 10+ лет и 1000+ циклов. Формы из стекловолокна недороги и обычно стоят всего в 6-10 раз дороже детали.

Форма является зеркальным отражением детали. Для создания формы понадобится мастер (заглушка). Мастер может быть как настоящей деталью, так и изготовлен из дерева, пенопласта, гипса или глины. Точная форма и отделка мастера перенесут на форму. После того, как мастер завершен, он полируется, покрывается воском, и на нем создается форма. Технология изготовления пресс-формы аналогична изготовлению детали из стекловолокна, за исключением того, что используются инструментальные материалы (гелевое покрытие, смолы и ткань) для создания прочной пресс-формы с низкой усадкой и хорошей стабильностью размеров.После ламинирования формы ее укрепляют деревом, стекловолокном или металлической структурой, чтобы обеспечить сохранение надлежащей формы. Затем форма снимается с мастера и запускается в производство.

Что такое железобетон? (с иллюстрациями)

Армированный бетон — это бетон, смешанный с очень прочными материалами, которые повышают прочность бетона при растяжении, что снижает вероятность его разрушения. Разработка железобетона началась в середине 1800-х годов, и это оказалось революционным нововведением в проектировании зданий.Сегодня железобетон является одним из самых распространенных строительных материалов в мире как для целых зданий, так и для ключевых структурных элементов, которые должны выдерживать значительные нагрузки.

Особый тип железобетона, известный как железобетон, армируется металлическими стержнями, плитами или решетками.Другие материалы, включая пластмассы, волокна и стекло, также могут быть использованы для повышения прочности бетона. Эти альтернативные материалы могут использоваться в средах, где желательны такие свойства, как прозрачность для радиоизлучения и устойчивость к растрескиванию, где требуется бетонная крошка или хлопья. Обычно щелочная среда внутри бетона защищает армирующие материалы, хотя материалы также можно обрабатывать для защиты от коррозии, если есть опасения.

Этот строительный материал должен быть тщательно разработан. Если его недостаточно армировать, бетон может стать слабым и разрушиться. С другой стороны, слишком большая загрузка бетона армирующими материалами может сделать его негибким и хрупким. При работе с бетоном люди должны идти по тонкой линии, которая позволяет бетону противостоять растяжению и нагрузкам, сохраняя при этом некоторую гибкость, которая позволит ему подойти до того, как он расколется или сломается по другим причинам.

Железобетон — популярный строительный материал, потому что он очень прочный, с ним легко работать и он доступен по цене.Он обычно используется для фундаментов и несущих стен, поскольку может выдерживать значительный вес. Целые конструкции могут быть изготовлены из бетона по соображениям стоимости или для удовлетворения определенных эстетических потребностей. Этот строительный материал можно формовать и придавать ему такую ​​форму, которая невозможна для некоторых других материалов, предоставляя возможности для новаторского и визуально интригующего дизайна.

Материалы, используемые для армирования, обычно имеют грубую текстуру, чтобы обеспечить полное сцепление бетона.Это распределяет напряжения по бетону, снижая риск возникновения горячих точек напряжения и напряжения. Строители должны использовать бетон, подходящий для данного применения, и стараться избегать таких проблем, как низкое качество или плохие условия отверждения, которые могут повредить железобетон. Если бетон затвердевает слишком быстро, с ним плохо обращаются во время заливки или он сделан из плохих материалов, он может выйти из строя после того, как начнет активно использоваться.