Арматура стеклопластиковая применение: Область применения композитной арматуры

Содержание

Применение стеклопластиковой арматуры в строительстве

 

Практика применения стеклопластиковой арматуры в строительстве

Стеклопластиковая арматура выполняет ту же функцию что и металлическая, она применяется для армирования бетонных конструкций, у стеклопластиковых арматурных стержней высокая разрывная прочность, больше чем у металлических.

Практика применения стеклопластиковой арматуры в России началась в 1975 году, тогда построили в Амурской области и армировали плиты стеклопластиковой арматурой, в последствии было построено еще несколько экспериментальных объектов, мост в Приморском крае 1984 г., мост в Еврейской автономной области в 1989 году.

Но данный проект закрыли из-за его высокой стоимости, и разработка неметаллической арматуры в СССР прекратилась. На Западе же наоборот, этому вопросу продолжали уделять большое внимание, и сейчас в США и Канаде существуют правила проектирования и стандарты на композитную арматуру, в этих странах уже реализовано много объектов с применением стеклопластиковой арматуры.

Области применения стеклопластиковой арматуры

  • Гражданское и промышленное строительство
  • Фундаменты зданий и сооружений
  • Мостостроительство(плиты мостового настила)
  • Плиты перекрытия
  • Дорожное строительство
  • В качестве гибких связей в трехслойных каменных стенах
  • Опорные стены, берегоукрепление
  • Создание сейсмоустоичивых поясов сооружений

Применение стеклопластиковой арматуры в строительстве мостов

Согласно отчету Федерального Дорожного Агентства США ежегодные потери из-за разрушения бетонных конструкций, вызванные коррозией металлической арматуры, составляют 57 миллиардов долларов. В основном это такие объекты как мосты, портовые сооружения, тоннели, подземные парковки. Чтобы избежать этого были реализованы несколько проектов строительства мостов с применением стеклопластиковой арматуры. 

Армирование бетонных настилов мостов стеклопластиковой арматурой.

Строительство моста Жоффре Шербрук, Квебек, Канада 1997 год.

Мост Уоттон, Канада 2001 год

Мост Мористаун, США 2002 год.

Строительство моста Морристаун (Вермонт, Америка – 2002 год). Мост длиной 43 м и шириной пролета 11.3 м. Бетонная плита перекрытия толщиной 23 см расположена на четырех пролетах шириной 2.4 м каждый и на свесе шириной 0.92 м. Плита полностью армирована стеклопластиковой арматурой.

Мост Вал-Алейн, Канада 2004 год

Длина = 49.8 м, ширина пролета = 12.6 м Расстояние между балками = 3.2 м, Толщина плиты = 22,5 см

Мельнбургский мост

Трехпролетный мост с фермами Общая длина пролета = 89.4 м, Общая ширина = 12.5 м. Расстояние между балками = 3.2 м, Толщина плиты = 200 мм.

Мосты близнецы на улице Св. Екатерины, Канада

Тоннели.

Расширение метро. Торонто, Онтарио

Применение стеклопластиковой арматуры в плитах перекрытия

Применение стеклопластиковой арматуры в плитах перекрытий возможно и реально, но из-за низкого модуля упругости, это не всегда эффективно с экономической точки зрения, а также требует тщательного подхода на этапе проектирования, лучше чтобы расчет армирования плиты перекрытия стеклопластиковой арматурой производился специалистом, особенно если пролеты перекрытий больше 6м, и если на них будут воздействовать высокие нагрузки.

Строительство второго яруса автомобильной парковки. Канада

Проектирование и строительство закрытой автомобильной парковки Chanceliere с использованием бетонных плит перекрытий с перекрестным армированием GFRP. Необходима структурная реставрация сорокалетней автопарковки вследствие значительного повреждения коррозией стальной арматуры. В качестве основного армирования плит перекрытий первого уровня впервые в мире используется стекловолоконная арматура GFRP с высоким модулем упругости (Тип III, CSA S807).

Площадь парковки: 3100кв.м. Размеры: 84х38м. Вместимость 78 автомобилей.

Примеры плит перекрытия армированных стеклопластиковой арматурой в г. Туапсе и Новороссийске:

Применение стеклопластиковой арматуры в строительстве фундаментов и опорных стен

Применение стеклопластиковой арматуры в фундаментах зданий эффективно в экономическом плане, высокая прочность стеклопластиковых стержней, позволяет произвести равнопрочностную замену металлической арматуры на стеклопластиковую меньшего диаметра. К тому же композитная арматура не подвержена коррозии, и соответственно убережет фундамент от разрушения, вызванного коррозией металлической арматуры. К тому же монтаж композитной арматуры гораздо проще чем металлической и происходит намного быстрее.

Примеры применения стеклопластиковой арматуры в фундаментах зданий и в опорных стенах, в Туапсе и Новороссийске.

Вы может ознакомиться и с остальными реализованными проектами с применением стеклопластиковой арматуры в нашей галлерее. Просто перейдите по ссылке:


технические характеристики и сферы применения

Содержание статьи

Металлическая арматура считается надёжным вариантом для формирования «скелета» монолитного бетона. И сегодня её важность и необходимость в строительстве не подвергается сомнению, хотя на рынке появился и стабильно прогрессирует новый вид арматуры – композитная или стеклопластиковая (СПА). «Новым» материал можно назвать весьма условно, он пришёл на рынок 50 лет назад. Для России стеклопластик был неактуален до недавнего времени, у нас достаточно ресурсов для производства собственного металла по разумной для строительства цене.

В то же время, стеклопластиковая арматура по ряду свойств догнала и перегнала металл, а выводы о прочности и долговечности материала можно сделать и на мировом опыте эксплуатации СПА.

Структура композитной арматуры

Из стеклопластикового волокна с полимерной связующей пропиткой изготавливается строительный материал в виде рельефных стержней заданной величины – стеклопластиковая арматура. Структура материала:

  • Внутренний стержень. Служит обеспечением  основных функциональных характеристик. В изготовлении используются волокна из стеклопластика. Они размещаются в структуре стержней параллельно либо в виде плетения «косичкой», далее заливаются полимерной смолой.
  • Наружное покрытие. Выполняется способом навивки на внутренний стержень композитных волокон либо напылением на него мелкофракционного абразива.

Типоразмеры и параметры

Диаметр производимой СПА варьируется в диапазоне 4 – 18 мм. Изделия выпускаются в виде мерных прутов либо в бухтах.

Общая длина арматуры в бухте зависит от используемого в её изготовлении технологического оборудования. СПА диаметром 12 мм и более предлагаются потребителю исключительно в виде прутков.

К основным параметрам, влияющим на область применения, относятся вес одного метра и диаметр композитного прутка.

Дополняющей характеристикой можно считать шаг навивки, но сегодня практически все производители выпускают арматуру с шагом 15 мм.

Сферы применения

В связи с востребованностью стеклопластиковой арматуры в строительстве, производители стали предлагать изделия не только в традиционном исполнении, — бухтах и прутках. На рынке появились стеклопластиковые армирующие сетки и готовые армокаркасы в различных вариантах исполнения по форме и габаритным параметрам.

Композитная арматура применяется при выполнении ряда строительных работ и изготовлении строительных конструкций:

  • Армирование конструкций из монолитного бетона: стен, колодцев, покрытий, фундаментов.
  • Укрепление кладки из штучных стеновых материалов, —  кирпича, камня, а также блоков пористых и облегчённых всех видов.
  • В устройстве дорожных покрытий и укреплении насыпей.
  • Возведение зданий с применением технологий несъёмной опалубки.
  •  Обеспечение гибких связей несущих, облицовочных, укрепляющих слоёв в устройстве  многослойных стен и иных конструкций.
  • Изготовление опор ЛЭП и железнодорожных шпал.
  • Применение в качестве дюбелей для крепления теплоизоляции сооружений.
  • Устройство инженерных коммуникаций, канализации, водоотведения.
  • Создание мелиоративных систем.
  • Особую популярность композитные изделия получили у дачников и владельцев приусадебных участков. СПА используется на дуги теплиц, для создания декоративных и хозяйственных ограждений, поддержки плодовых деревьев.

Ребристые и гладкие стержни

Ребристый профиль изделиям необходим для улучшения сцепления с бетонной смесью. Иногда, с этой же целью, поверхность арматуры в процессе застывания посыпается песком.

Стеклопластиковые стержни с гладкой поверхностью не могут иметь должного сцепления с бетоном, — поэтому они менее востребованы в качестве арматуры для бетонных работ.

Но цена гладких прутов значительно ниже, поэтому есть смысл использовать их в качестве вспомогательных изделий с минимальной нагрузкой при сборке каркаса для армирования.

Преимущества композитной арматуры

Благодаря сочетанию неметаллических волокон и связующего композитного состава арматура из стеклопластика приобрела дополнительные качества и свойства, активно используемые на практике:

  • незначительный удельный вес, что снижает затраты на транспортировку и облегчает монтаж;
  • не требуются сварочные операции;
  • предел прочности, почти вдвое превышающий аналогичный параметр металла;
  • химическая стойкость;
  • низкий уровень теплопроводности в сочетании с широким температурным диапазоном эксплуатации;
  • высокий показатель диэлектрической проницаемости.

Преимущества самого материала дополняются особенностями технологического процесса:

  • все нити сердцевины одинаково напряжены, что усиливает прочность СПА;
  • поток нити на этапе скручивания очищается от всевозможных загрязнений, что обеспечивает оптимальный расход компонентов при изготовлении и способствует снижению итоговой стоимости изделий;
  • для повышения химической стойкости и повышения адгезии с бетоном арматура покрывается слоем винилэфирной смолы.

Рекомендации по выбору изделий

Критерии выбора СПА для выполнения строительных работ:

  • соответствие диаметра изделия заявленным значениям;
  • качество намотки внешнего слоя;
  • наличие сертификатов качества и протоколов испытаний материала.

Если после визуального осмотра выясняется, что цвет арматуры темнее заявленного производителем, то такие изделия приобретать не рекомендуется. Потемнение СПА означает нарушение температурного режима при изготовлении, изделие считается горелым, а его технические характеристики не соответствуют декларированным.

Сравнение характеристик арматуры стальной и стеклопластиковой

Не стоит сравнивать и оценивать арматуру стальную и композитную, разделяя по комплексу характеристик на оценки «хорошая» или «плохая». Есть точные определения, когда стеклопластиковая арматура применяться не должна, а когда может быть лучшим решением.

Как правило, обоснованием любого выбора становятся технические характеристики стеклопластиковой арматуры и её конкурента из металла.

Сравнение указанных видов арматуры неизбежно, так как они имеют сходные параметры и сферы применения, а значит, могут взаимно заменяться при соблюдении определённых условий.

Недостатки

Популярность стеклопластиковой арматуры обоснована рядом безусловных достоинств, но материал имеет и недостатки, способные перечеркнуть все преимущества.

Низкий модуль упругости

Этот показатель означает, что композитные изделия не следует использовать для армирования монолитных перекрытий либо их участков.  В случае крайней необходимости применения именно СПА, —  необходимо провести тщательные технические расчёты.

Низкая термическая устойчивость

Стеклопластиковая арматура – это самозатухающий материал, который не может стать распространителем огня в бетонных конструкциях. Но при высоких температурах изделия СПА резко теряют свои функциональные прочностные характеристики, что ограничивает сферу применения композитной арматуры.

Потеря прочности

Арматура из стеклопластика со временем снижает либо утрачивает прочностные характеристики (полимерные органические связи разрушаются — так называемый процесс «старения» органики). Процесс ускоряется при воздействии на арматуру щелочных сред. Во избежание этого недостатка следует применять композитные изделия с добавлением редкоземельных металлов.

С учётом всех перечисленных, даже уникальных достоинств арматурных стеклопластиковых прутов, их применение допускается только в условиях и конструкциях, где материал не будет испытывать разрушительных для него нагрузок и воздействий.

Нюансы и особенности

Как и о всяком относительно новом строительном материале, об СПА в профессиональной и дилетантской среде имеется много противоречивых мнений. Попробуем разобраться в подлинности и обоснованности некоторых суждений.

О сгибании СПА

Необходимость согнуть арматуру достаточно часто возникает в ходе строительства, непосредственно на объекте. Но стеклопластиковые стержни невозможно согнуть качественно непосредственно на месте её установки, — в этом отличие её от металла. Строители часто считают это минусом СПА, но не критическим. Есть два приемлемых решения:

  • Гнутые элементы заказываются производителю заранее, если есть проект армирования или хотя бы понимание необходимости сгибания.
  • Возможно применение смешанного армирования. В этом случае композитные пруты соединяются с угловыми элементами из металлической арматуры.

О нормативной базе на использование СПА

Противники стеклопластиковой арматуры в строительстве утверждают, что её использование на стройке незаконно, так как отсутствуют нормативы и стандарты на её применение. Это всего лишь полуправда. На самом деле применять композитные стержни разрешено ГОСТом, никто не вправе запретить реализацию проекта с проверенными экспертизой расчётами нагрузок. Но проблема есть, — это отсутствие программ и утверждённых моделей расчёта конструкций для использования композитной арматуры. Но для малоэтажного строительства в подобных нормативах и программах нет нужды. Построить небольшой дом или дачу с использованием СПА  можно, для чего можно воспользоваться примерными нормами и советами знающих профессионалов.

О цвете композитных стержней

Изначальный, стандартный цвет СПА – светло-желтоватый. Как более редкий вариант, – чёрный, если исходным материалом является базальт. Придать привлекательность композитным прутам призван цвет, — это ход скорее маркетинговый, необходимостью он не вызван. Но на рынке произошёл некий информационный вброс: якобы окрашивающие добавки в композите улучшают его характеристики.

Поэтому сразу поставим точку: цвет никак не влияет на качество стеклопластиковой арматуры. Возможно, какую-то роль цветовые решения играют при использовании СПА для хозяйственных нужд на дачах и в садах.

Когда и почему стеклопластиковую арматуру применять не следует

Кратко причины замены стеклопластиковой арматуры можно сформулировать так: когда нет уверенности в качестве материала или профессиональной пригодности исполнителей.

Отсутствие опыта у бетонщиков

Жёсткость стеклопластикового арматурного каркаса значительно ниже, чем металлического аналога.

Важно! Специалисты, выполняющие бетонные работы, обязаны знать, что вибрационные нагрузки при заполнении бетоном опалубки  с использованием автомиксера, могут привести к самым непредсказуемым последствиям.

В этом случае может произойти поломка либо смещение элементов каркаса из стеклопластиковой арматуры.

Имеющие опыт выполнения подобных работ, применяют различные приспособления для бережной заливки смеси, постоянно контролируют пространственное положение арматуры в процессе устройства монолита. Если предполагаемый объём бетона большой, а значительное механическое воздействие на каркас неизбежно, — рекомендуется заменить пластик на металл.

Сомнения в качестве материалов

Строители уже привыкли к наличию на рынке большого количества контрафактной арматуры из стеклопластика. Поэтому к выбору изделий, как правило, подходят ответственно, ориентируясь в первую очередь не на стоимость изделий, а на подтверждённое документами качество.

Но это бывает только в том случае, если заказчик готов платить высокую цену за материал, а исполнитель дорожит своей репутацией. Для одноразовых шабашников разброс цен, – дополнительный доход через обман неподготовленного застройщика.

Наличие некачественного контрафакта на рынке композитной арматуры обосновано доступностью технологии изготовления арматуры в кустарных условиях. Простейшая линия стоит не очень дорого, а сырьё для изготовления арматуры может быть использовано в различных вариантах качества, лишь бы устраивала цена.

Застройщик, решивший закупить материалы самостоятельно, либо строящий дом своими руками, должен перед приобретением арматуры убедиться в её происхождении и наличии должных сертификатов соответствия.

Далее можно обследовать представленные продавцом образцы материала. Разумеется, для определения контрафакта нужны навыки, но иногда достаточно визуального осмотра, тактильной оценки или приложения силового воздействия для выявления брака или подделки. Дефекты могут быть следующими:

  • связанные с нарушением технологии при формовании стекловолокна;
  • вспучивание волокон;
  • неявная обвивка стержня;
  • видна явная пористость и пузырьки по объёму;
  • эллипсоидность диаметра среза;
  • изделия легче на ощупь в сравнении с другими образцами;
  • арматуру 6-8 мм можно достаточно легко сломать;
  • песочная обсыпка при прикосновении к арматуре отходит;
  • видимые макротрещины и подтёки связующего.
  • интересный момент: отсутствие у продавца бухт арматуры может говорить о недостаточности «памяти формы» для распрямления после разматывания.

Лучший индикатор нарушения технологии изготовления композитной арматуры — цвет изделий. Неправильно выполненный режим спекания и полимеризации в печи приводит к большому разбросу цветов и оттенков изделий, — от светлого карамельного до тёмного коричневого. Подобные нарушения приводят к повышенной хрупкости материала, а также расслоению ещё во время доставки или хранения.

Неопытному застройщику сложно сходу выявить дефекты, — а потому стоит проконсультироваться со знатоками материала перед его приобретением, проверить сертификаты и посмотреть на отзывы других покупателей.

Споры и выводы в сравнении стальной и стеклопластиковой арматуры

Споры о преимуществах и недостатках

Дискуссия о недостатках СПА в сравнении со стальной арматурой продолжается годами. Так было всегда при внедрении новых материалов, и крайне редко они сразу занимали лидирующие позиции.

Застройщикам, которые не могут по ряду причин заказать расчёт армирования в проектных организациях, могут воспользоваться советами из этой статьи либо из других источников. Главное, на что необходимо обратить внимание – это качество стеклопластиковых изделий. При соблюдении этого критерия сам собой отпадёт вопрос необходимости стеклопластика или металла.

Если говорить откровенно, сегодня использовать СПА следует с максимальной осторожностью. Разумеется, при применении материала в хозяйственных целях или при возведении вспомогательных помещений, особая осторожность не требуется. Речь идёт об ответственных конструкциях, когда арматура работает под нагрузками — перекрытия, балки, колонны, ригели, ростверки, фундаменты.

В начале этого века, когда композитная арматура только начала внедряться в строительство, в России были разработаны технические рекомендации по её применению ТР 013-1-04. В документе новый материал рассматривался как альтернатива металлической арматуре, но с указанием всех слабых характеристик СПА при использовании в бетонных конструкциях:

«1.3. При назначении областей применения учтены:
— низкий в сравнении с металлической арматурой модуль упругости,
— отсутствие возможности конструктивных сгибов готовых
арматурных стержней при арматурных работах».

По ссылке https://21kompozit.ru/docs/ можно ознакомиться с основными нормами и правилами в этой области не только в РФ, но и в США, Канаде, Европе, Японии.

Сравнительно недавно в спорах потивников главным аргументом было отсутствие стандартов и иных нормативов по применению стеклопластиковой арматуры.

Сегодня они есть. Нормативная база постоянно корректируются. Это не значит, что стеклопластик стал  лучше, просто указываются границы его разумного использования.

Категоричное отрицание СПА неприемлемо, — это перспективный материал, он постоянно усовершенствуется. Но на сегодня стальная арматура лучше по большинству параметров и конкурентна по стоимости, у нее более прогнозируемое качество, наработан огромный опыт конструирования и эксплуатации.

Выбор, основанный на многих и многих критериях должны сделать сами застройщики.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Читайте также

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.

МатериалСПАСталь
Прочность на разрыв, МПа480-1600480 -690
Относительное удлинение, %2,225
Модуль упругости, МПа56 000200 000
Коррозионная стойкостьНеподвержен коррозииВ зависимость от сорта стали подвержен коррозии в большей или меньшей степени
Коэффициент теплопроводности Вт/м С0,3546
Коэффициент теплового расширения в продольном направлении, х10 -6/С6-1011,7
Коэффициент теплового расширения в поперечном направлении, х10-6/С21-2311,7
ЭлектропроводностьДиэлектрикПроводник
Прочность на изломНизкаяВысокая
Оптимальный температурный диапазонот -60 С до +90 СНижний предел от -196 С до -40 С; верхний предел от 350 С до 750 С
Срок службы, летдо 5080-100
Способ соединенияхомуты, фиксаторы, вязальная проволокавязальная проволока, сварка
Возможность изгиба прутьев в условиях стройкинетесть
Радиопрозрачностьданет
ЭкологичностьМалотоксичный материал, класс безопасности 4Нетоксичен

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.

Применение композитной арматуры | ЯРКОМПОЗИТ

Технические  характеристики  позволяют  применять  ее  в  промышленно-гражданском  строительстве  и  поверхностных  слоях  бетонной  конструкции,  для  дорожного  строительства,  усиления  мостов,  в  конструкциях,  работающих  в  условиях  ускоренной  коррозии.

Стеклопластиковая арматура для бетона

На сегодняшний день арматура из стеклопластика (АСП) широко применяется в гражданском и промышленном строительстве. Это обусловлено целым рядом факторов:

  1. низкий удельный вес АСП;
  2. высокая коррозийная стойкость;
  3. низкая теплопроводность композитных материалов;
  4. высокая прочность АСП, в несколько раз превышающая прочность стальной арматуры;
  5. диэлектричность стеклопластиковой арматуры.

Как известно, главный недостаток традиционной арматуры из низкоуглеродистой стали – это низкий показатель устойчивости к коррозии, это ограничивает ее использование при строительстве морских сооружений и конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды. Применение поверхностного стеклопластикового армирования может решить проблему долговечности морских сооружений – в таком случае бетон не подвергается воздействию агрессивной среды.

Перспективы использования АСП для армирования бетонных конструкций рассмотрены во многих исследовательских работах отечественных НИИ (например, НИИЖБ, ХИСИ СибНИИЭ и т.д.), а также подтверждены многолетним опытом зарубежных стран.

Стеклопластиковое армирование

Армирование конструкций стеклопластиковой арматурой бывает трех основных видов: внутренним, внешним и комбинированным.

1. Внутреннее армирование АСП.

Основная область применения – для армирования конструкций, в которых среда агрессивна к арматуре, а не к бетону, что затрудняет использование стальной арматуры. Внутреннее неметаллическое армирование бывает:

  1. Дискретным – армирование осуществляется стеклопластиковыми стержнями, равнозначными стальным по прочности.
  2. Дисперсным – армирование производится путем добавления в бетонную смесь рубленных стеклопластиковых волокон (фибр). В таком случае волокна распределяются в бетоне хаотично, однако при использовании специальных мер можно добиться того, что фибры будут иметь определенное направление.

2. Внешнее армирование АСП.

Основная область применения – при строительстве сооружений, где среда является агрессивной к бетону. Внешнее армирование основано на использовании внешней листовой арматуры, создающей защитную воздухонепроницаемую и водонепроницаемую оболочку для бетона и выполняющую свою непосредственную армирующую функцию.

Внешнее армирование АСП бывает:

  1. Сплошным – выполняется при помощи сплошного листового материала;
  2. Дискретным – осуществляется с использованием отдельных полосок или сеток.

Бетонные конструкции в стеклопластиковых оболочках изготавливаются двумя основными способами. В первом случае оболочка из АСП наносится на предварительно высушенные бетонные элементы путем обматывания, а во втором – стеклопластиковая оболочка изготавливается заранее, а впоследствии заливается бетонной смесью.

3. Комбинированное армирование АСП.

При возведении конструкций, в которых для восприятия механических нагрузок недостаточно только внешнего армирования, дополнительно может применяться внутренняя стержневая арматура, причем она может быть как пластиковой, так и стальной.

Предварительное напряжение арматуры

Применение АСП целесообразно только в предварительно напряженных конструкциях, так как модуль деформации стеклопластиковых стержней в несколько раз меньше (в 4-5 раз), чем металлических. В случаях с арматурой из стеклопластика чаще всего применяются три основных способа предварительного напряжения бетонных конструкций:

Натяжение на упоры.

Данный способ предполагает вытягивание арматуры на нужную величину при помощи специальных приспособлений с последующим бетонированием и термовлажностной обработкой бетона для более быстрого отвердения.

Натяжение на бетон.

При натяжении стеклопластиковой арматуры на бетон в последнем проделываются специальные каналы для прокладки АСП. Натяжение арматуры осуществляется при помощи гидравлических домкратов. Для закрепления арматуры в каналы инъецируется петролатум.

Непрерывная навивка.

Данный способ, который, к слову сказать, не нашел широкого применения в современном строительстве, заключается в навивке на бетонное изделие гибких стержней или лент из стеклопластика.

Влияние температур на прочность арматуры

Показатель прочности АСП изменяется пропорционально изменению температуры:

  1. При понижении температуры до -40 градусов по Цельсию прочность стеклопластиковой арматуры увеличивает приблизительно на 40%
  2. При увеличении температуры свыше +20 градусов по Цельсию (вплоть до +300) прочность АСП постепенно уменьшается на 60%.

Изменение характеристик прочности АСП, происходящие вследствие колебания температур в пределах -40…+300 градусов Цельсия, являются обратимыми.

Стеклопластиковая арматура и ремонт ЖБК

Традиционно для восстановления ЖБ конструкций используются достаточно трудоемкие и затратные методы, зачастую требующие остановки производства. В сравнении с ними, внешнее стеклопластиковое армирование отличается не только повышенной коррозийной стойкостью и высокой прочностью, но и малыми сроками ремонтных работ. Именно эти показатели обуславливают рациональность применения ПАК для восстановления и усиления несущих элементов ЖБ сооружений.

В завершении стоит отметить, что использование стеклопластиковой арматуры, благодаря ее высокой коррозийной стойкости, не только существенно продляет срок эксплуатации бетонных конструкций, но и практически ликвидирует затраты на капитальные ремонты сооружений.

Применение стеклопластиковой арматуры в строительстве дорог

Стеклопластиковая арматура применяется в дорожном строительстве. Главными достоинствами этого материала являются: невысокая стоимость, малый вес, высокие показатели прочности, практичность, легкий монтаж. Все это влияет на высокий спрос композитной арматуры. На сегодняшний день, стеклопластиковая арматура является высококачественным, современным, универсальным материалом, который нашел применение в разных сферах: промышленность, строительные конструкции, дороги, здания. Немаловажно, что эта арматура обладает необходимыми требованиями и отвечает современным нормам.

Дорожное строительство, где стеклопластиковая арматура занимает особое место, позволяет добиваться высоких показателей прочности в данном строительном материале. Арматура полностью неприхотлива относительно условий эксплуатации и стойкости к температурным перепадам, образованию к коррозии, включая разную агрессивную среду. Именно такие особенности оказывают влияние на этот материал. Таким образом, можно значительно сэкономить, если проводить сравнение с металлической арматурой.

Стеклопластиковую арматуру при строительстве дорог используют во всем мире. Еще один большой плюс состоит в том, что данный материал может иметь любую длину. После выбора определенного диаметра, приобретается арматура необходимой длины.

Использование композитной арматуры в области дорожного строительства обусловлено простотой применения. Для соединения здесь используются дородные полотна, идущие вдоль. С небольшим весом арматуры не появляется никаких проблем в процессе монтажа либо перевозки. Ежегодно качество стеклопластиковой арматуры становится выше, а цена – меньше. Можно сделать вывод, что металлическая арматура постепенно уходит в прошлое.

В сфере дорожного строительства, стеклопластиковая арматура позволяет избегать появления всевозможных трещин, разрывов дорожного полотна, проседание. Все расходы, связанные с обслуживанием полотна при использовании стеклопластиковой арматуры, в несколько раз сокращаются. Кроме строительной области и при обслуживании дорожного полотна, арматура применяется с целью армирования шпал железной дороги, укрепления тротуарной плитки, бордюров и заборов.

Не так давно композитную арматуру считали инновационным материалом. На сегодняшний день, этот материал вошел в современную жизнь и занял лидирующую позицию. Профессиональные рабочие сумели оценить все достоинства композитного материала в дорожном строительстве. Кроме высоких показателей прочности и других характеристик, можно значительно уменьшить расходы и увеличить качество дорожного покрытия. Поэтому стеклопластиковая арматура – это лучший материал в разных строительных сферах.

Применение стеклопластиковой арматуры. Основные характеристики.

Стеклопластик (базальтопластик) – это материал композиционного порядка, который состоит из специального стеклянного (базальтового) наполнителя, а также из синтетического полимерного связующего.

Наполнителем, выполняющим армирующую и скрепляющую функции, служат главным образом стеклянные волокна, изготовленные в виде нитей и жгутов (ровингов). Данное стекловолокнообрабатывается специальным связующим материалом (это могут быть смолы: полиэфирная, эпоксидная смолы и т.д.), который способен повысить прочность арматуры на сдвиг, а также повысить сопротивляемость влаге и воздействию химических веществ.

В современном строительстве композитная арматура находит сегодня все больше и больше места. Применение стеклопластиковой арматуры проникло во многие строительные сферы. Причина такой популярности этого материала, с одной стороны, кроется в его высокой удельной прочности (отношении коэффициента прочности к удельной массе), а с другой стороны, в таких показателях, как высокая коррозионная стойкость, морозостойкость и низкая теплопроводность. Таковы базовые характеристики стеклопластиковой арматуры – они говорят сами за себя.

Конструкции, где используется арматура из стеклопластика, неэлектропроводны, что имеет особую важность для исключения блуждающих токов в материалах.

Применение композитной арматуры

Стеклопластиковая композитная арматура успешно применяется во многих областях строительства.

К примеру, данную арматуру в соответствии с требованиями документации проектов применяют в дорожном и промышленно – гражданском строительстве, а также в ненапряженных и в преднапряженных конструкциях.

Применение данного материала актуально для бетонных конструкций, работающих при регулярных воздействиях температур не выше 100 С˚ и не ниже минус -70 С˚. Бетонные конструкции могут быть из тяжелого, мелкозернистого бетона, из легкого и ячеистого, а также из поризованного, напрягающего бетона.

Производство стеклопластиковой арматуры предусматривает широкий спектр возможного применения этого материала.

1. Арматура из стеклопластика отлично подойдет в качестве армирующего материала для гибких связей слоистой кладки кирпичных зданий.

2. Базальт применяют для дюбелей, крепящих наружную теплоизоляцию стен зданий.

3. Применяется в производстве сеток и стержней для укрепления несущей способности конструкций армокирпичного порядка.

4. Используется в различных конструкциях, изготовленных на основе гипсовых вяжущих материалов.

5. Применение в автомобильных дорогах, подпорных стенах и откосах.

6. Для ремонта железобетонных и кирпичных конструкций.

7. Когда стеклопластиковая арматура используется вместо стальной арматуры категории AIII (А400), это позволяет применять равную по коэффициенту прочности арматуру, но при этом меньшего диаметра.

8. Базальтопластиковая арматура в конструкциях троекратно или двукратно повышает срок службы конструкций. Это продление срока службы ощутимо по сравнению с металлической арматурой, особенно когда конструкция периодически подвергается воздействию агрессивных сред, содержащих также хлористые соли или вещества кислотно-щелочной категории.

В целом, арматура из стеклопластика может использоваться в разных режимах температур, но сам по себе ежедневно растущий спрос на нее обусловлен, главным образом, тем, что данная арматура практически не подвергается коррозии и в виду этого параметра и ряда других, имеет более длительный срок службы. Производители стеклопластиковой арматуры, что называется, попали «в струю», и на сегодня этот материал, безусловно, входит в список лидирующих по прочности и долговечности. И о прочности и популярности свидетельствуют не только сами по себе тысячи удачно построенных конструкций, но и отзывы о стеклопластиковой арматуре от пользователей жилья и самих строителей.

Сегодня можно выделить ряд областей, в которых применение композитной арматуры будет более предпочтительным, чем использование металлического аналога. И так, купить стеклопластиковую арматуру и использовать ее куда выгоднее металлической можно для строительства бетонных армированных емкостей и хранилищ химических производств, а также для систем канализации и водоочистки. Также композитная арматура удобна для укрепления дорожного полотна и прекрасно подойдет при возведении фундаментов и выполнения прочих, схожих с этой процедурой, иных строительных работ. Также базальтовая арматура нашла применение при проведении различных восстановительных и реставрационных работ, а также в ремонтных работах.

Еще особо стоит отметить, что методика изготовления арматуры из стеклопластика постоянно развивается. Так что ежегодно качество материала, поступающего на строительный рынок, непрерывно улучшается, что, безусловно, положительно отражается на эксплуатационных и технических характеристикахматериала. В свою очередь, и сама продажа стеклопластиковой арматуры, как экономический процесс, постоянно подтягивается на новый уровень.


Композитная арматура - применение в строительстве, характеристики и сравнение

Изобретение композитной арматуры знатоки строительного дела относят к 60-м годам прошлого столетия. В этот период в США и в Советском Союзе были начаты активные исследования ее свойств.

Однако, несмотря на достаточно солидный возраст, данный материал до сих пор не знаком большинству застройщиков. Восполнить пробел знаний о стеклопластиковой арматуре, ее свойствах, достоинствах и недостатках вам поможет эта статья.

Попутно отметим, что материал этот весьма спорный. Производители хвалят его на все лады, а строители-практики относятся с недоверием. Простые граждане смотрят на тех и на других, не зная кому верить.

Что такое композитная арматура, как она производится и где применяется?

Коротко структуру композитной арматуры можно охарактеризовать как «волокно в пластике». Ее основа – стойкие к разрыву нити из углерода, стекла или базальта. Жесткость композитному стержню придает эпоксидная смола, обволакивающая волокна.

Для лучшего сцепления с бетоном на прутья наматывается тонкий шнур. Он сделан из того же самого материала, что и основной стержень. Шнур создает винтовой рельеф, как у стальной. Твердение эпоксидной смолы происходит в сушильной камере. На выходе из нее композитную арматуру немного вытягивают и нарезают. Некоторые производители до момента твердения полимера обсыпают пластиковые стержни песком для улучшения сцепления с бетоном гладких участков.

Область применения стеклопластиковой арматуры нельзя назвать очень широкой. Ее используют в качестве гибких связей между облицовкой фасада и несущей стеной, а также укладывают в дорожные плиты и опалубку резервуаров. В каркасах, усиливающих ленточные фундаменты и бетонные полы, пластиковую арматуру применяют не так часто.

Ставить композитные стержни в плиты перекрытия, перемычки и другие конструкции, работающие на растяжение, не рекомендуется. Причина – повышенная гибкость данного материала.

Физические свойства композитной арматуры

Модуль упругости у полимерного композита существенно ниже, чем у стали (от 60 до 130 против 200 ГПа). Это значит, что там, где металл вступает в работу, предохраняя бетон от образования трещин, пластик еще продолжает сгибаться. Прочность на разрыв у стеклопластикового стержня в 2,5 раза выше, чем у стального.

Основные прочностные параметры композитной арматуры содержатся в таблице №4 ГОСТ 31938-2012

Здесь мы видим основные классы композитного материала: АСК (стеклопластиковая композитная), АБК (базальтовое волокно), АУК (углеродная), ААК (арамидокомпозитная) и АКК (комбинированная – стекло + базальт).

Наименее прочная, но самая дешевая — арматура из стекловолокна и базальтовый композит. Самый надежный и вместе с тем самый дорогой материал делают на основе углеродного волокна (АУК).

К прочностным свойствам материала мы еще вернемся, когда будем сравнивать его с металлом.

А пока рассмотрим другие характеристики данного материала:

  • К положительным качествам композита относится его химическая инертность. Он не боится коррозии и воздействия агрессивных веществ (щелочной среды бетона, морской воды, дорожных химреагентов и кислот).
  • Вес пластиковой арматуры в 3-4 раза меньше, чем стальной. Это дает экономию при транспортировке.
  • Низкая теплопроводность материала улучшает энергосберегающие характеристики конструкции (нет мостиков холода).
  • Композитная арматура не проводит электричества. В конструкциях, где она используется, не возникает коротких замыканий электропроводки и блуждающих токов.
  • Композитный пластик магнитноинертен и радиопрозрачен. Это позволяет использовать его в строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.

Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стройке не согнешь

Недостатки композитной арматуры:

  • Невозможность гибки с малым радиусом в условиях стройки. Гнутый стержень нужно заранее заказывать у производителя.
  • Невозможность сваривать каркас (минус относительный, поскольку даже для стальной арматуры лучший способ соединения – вязка, а не сварка).
  • Низкая термостойкость. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается. Стекловолокно не боится высокой температуры, но связующий ее пластик теряет прочность при нагреве выше +200 С.
  • Старение. Общий минус всех полимеров. Неметаллическая арматура не исключение. Ее производители завышают срок эксплуатации до 80-100 лет.

Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволокой – единственный возможный метод сборки каркаса

Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая?

Один из главных аргументов, приводимых в пользу стеклопластиковой при сравнении с металлической арматурой, – более низкая цена. Однако, заглянув в ценники металлобаз, вы увидите, что это не так. Стоимость металла в среднем на 20-25% ниже композита.

Причина путаницы состоит в том, что продавцы пластика берут в расчет так называемый «эквивалент» диаметра. Логика здесь такая: неметаллическая арматура на разрыв прочнее строительной стали. Поэтому полимерный стержень меньшего диаметра выдержит такую же нагрузку, как и более толстая стальная арматура. На основании  этого делается вывод: для армирования конструкции пластика нужно меньше, чем металла. Отсюда и появляется более «низкая» цена.

Для аргументированного сравнения композита с металлом необходим нормативный документ. Сегодня такое руководство уже имеется. Это приложение «Л» к приказу Минстроя России № 493/пр от 08.07. 2016 г.

В пункте Л.2.3. малопонятном для рядовых застройщиков, но весьма интересном для профессионалов содержатся два понижающих коэффициента для всех видов композитной арматуры.

Для примера рассмотрим самую распространенную стеклопластиковую (АСК):

  • При действии продолжительной нагрузки предел ее прочности на растяжение должен умножаться на 0,3. То есть, вместо 800 МПа мы получаем 240 МПа (800х0,3=240).
  • Если конструкция работает на открытом воздухе, то полученный результат нужно умножить еще на 0,7 (240 МПа х 0,7 = 168 МПа).

Таблица с понижающим коэффициентом для композитной арматуры

Таблица с коэффициентами, учитывающими условия эксплуатации

Далее, как требует норматив, полученные 168 МПа нужно разделить на коэффициент надежности (запас прочности), равный 1,5. В итоге мы получим 112 МПа.

Теперь можно корректно сравнивать прочность пластиковой арматуры с металлической. Для примера возьмем строительную сталь марки А500. У нее предельное сопротивление растяжению с учетом запаса прочности составляет 378 МПа. У стеклопластикового композита мы получили всего 112 МПа.

Наше маленькое исследование наглядно иллюстрирует таблица реальной, а не теоретической равнопрочной замены стальной арматуры на композитную. Ей можно пользоваться при выборе и покупке.

Просмотрев данную таблицу, нетрудно заметить, что пластика для равноценной замены металла требуется не меньше, а больше металла. Только самый дорогой углеродоволоконный материал (АУК) превосходит сталь равного с ним диаметра.

Сортамент и цена композитной арматуры

Самая востребованная на стройке – арматура из стеклопластикового композита. Ее сортамент и средние цены мы свели в одну таблицу.

О том, сколько весит пластиковая арматура разных диаметров вы можете получить информацию из таблицы ниже.

Продают материал в бухтах по 200, 100 и 50 метров и в виде стержней любой длины.

Выводы и рекомендации

Принимая во внимание ценовой фактор (равнопрочный со сталью композит обойдется дороже) мы не можем рекомендовать композитную арматуру для повсеместного применения в частном строительстве.

Для армирования ригелей, плит перекрытия, несущих балок, колонн и диафрагм жесткости специалисты настойчиво советуют не ставить ее. Как конструктивную такую арматуру использовать можно. Для армирования плитных фундаментов она может использоваться.

Плитный фундамент с каркасом из стеклопластиковой арматуры

Для усиления свайных ростверков и ленточных фундаментов лучше купить стальные прутья.

5 причин, почему вы должны использовать арматуру из стекловолокна в своем проекте

Популярность полимера, армированного стекловолокном (GFRP), растет, особенно в тех областях, где устойчивость к коррозии является серьезной проблемой. Мы знаем, что коррозия - это дорогостоящая проблема. Ежегодно на решение проблем, связанных с коррозией металлов, тратятся триллионы долларов. Что касается фактов, ежегодные прямые затраты на коррозию металлов составляют более 2,2 триллиона долларов США. Только Соединенные Штаты ежегодно тратят 423 миллиарда долларов на коррозию.

Коррозия стали - это естественное и глобальное явление. Теперь вы понимаете, сколько денег можно сэкономить, если правильно использовать методы защиты от коррозии. Давайте поговорим о коррозии подробно, прежде чем мы перейдем к тому, как армированный стекловолокном полимер может защитить ваши проекты от коррозионных агентов.

Определение и последствия коррозии

Сталь и железо имеют естественную тенденцию смешиваться с химическими элементами, так что они могут вернуться к своему самому низкому энергетическому состоянию, подобно тенденции воды, которая течет в самую низкую точку.Когда железо и сталь соединяются с водой и кислородом, образуются гидратированные оксиды железа, также называемые ржавчиной. Коррозию можно просто определить как химическую реакцию между материалом и окружающей средой. Эта химическая или электрохимическая реакция вызывает порчу материалов.

Нам хорошо известно, как коррозия влияет на срок службы нашего имущества. Такие инциденты, как обрушенные мосты и поврежденные участки автомагистралей, являются одними из распространенных явлений, которые напрямую связаны с коррозией.Ниже приведены причины, по которым вам следует использовать арматуру из стекловолокна , чтобы значительно увеличить срок службы вашего проекта.

  1. Арматура из стекловолокна устойчива к коррозии

    Как уже упоминалось в начале, полимер, армированный стекловолокном, занял значительное место по сравнению со сталью в приложениях, где коррозия представляет собой большую угрозу. Арматура из стекловолокна предлагает комплексное решение для защиты от коррозии. Бетонная конструкция, армированная арматурой из стекловолокна, не реагирует на хлоридную среду.

  2. Прекрасная альтернатива традиционному армированию бетона

    Арматура из армированного стекловолокном полимера (GFRP)

    оказалась прекрасной альтернативой традиционным армирующим материалам, таким как черная арматура и арматура с эпоксидным покрытием. Традиционные методы армирования не смогли разработать устойчивый к коррозии механизм, который может поддерживать бетонные конструкции в хорошем состоянии.

  3. Длительный срок службы

    Полимер, армированный стекловолокном, химически инертный армированный материал, является экономичным способом продления срока службы вашего проекта.Старые армирующие материалы могут показаться недорогими, однако в долгосрочной перспективе они могут стоить вам больших денег. Применяя арматуру из стекловолокна, вы можете не только сэкономить деньги в долгосрочной перспективе, но и полностью избавить свой проект от ржавчины.

  4. Широкий спектр применения

    Арматура из стекловолокна

    может использоваться в широком спектре приложений, включая морские конструкции, информационные технологии и медицинские учреждения. Это непроводящий и немагнитный строительный материал, идеально подходящий для медицинских и научных учреждений.

  5. Экономия времени и денег

    Стоимость обслуживания умножается на стоимость недорогих арматурных стержней. Экологичность - одна из самых больших проблем для проектов, построенных из стальной арматуры. Арматура из стекловолокна обеспечивает устойчивость, делая бетонные конструкции неуязвимыми для коррозионных агентов. Убедитесь, что вы используете правильный материал для своих строительных проектов, который поможет вам сэкономить деньги и время в долгосрочной перспективе.

    Преимущества использования армированной стекловолокном полимерной арматуры

    Впервые композитный материал был произведен в 1960-х годах. Полимер, армированный стекловолокном (FRP), был коммерчески признан в 1980-х годах, когда он использовался в проекте высокоскоростных поездов в Японии. Вопрос в том, почему 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.

    Арматура из стеклопластика

    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 FRP, были приняты США и Канадой для применения в конструкциях в конце 1990-х годов. Чувствительные бетонные конструкции, такие как дамбы, плотины и электростанции, должны быть усилены коррозионно-стойкой арматурой.Поэтому армирующий материал из стекловолокна считается идеальным продуктом для чувствительных бетонных инфраструктур.

    Преимущества арматуры из стеклопластика:

    Полимерная арматура, армированная стекловолокном, представляет собой строительный продукт с высокой добавленной стоимостью. Поставщики 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, вызванной глобальным потеплением, 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 из стеклопластика в различных областях применения:

    • 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 превосходит предел прочности стали на растяжение.
    • 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 из стеклопластика, это более экономичный продукт по сравнению с нержавеющей сталью или сталью с эпоксидным покрытием.
    • Неуязвим для ионов хлора и других химических элементов.
    • Может быть изготовлен с нестандартной длиной, изгибом и формой.
    • Процесс установки арматуры из стеклопластика 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 стоит относительно недорого. Фактически, арматура из стекловолокна является экономичным строительным материалом, поскольку она обеспечивает долгий срок службы бетонной конструкции без серьезного обслуживания.

    Замена стальной арматуры на арматуру из стеклопластика в бетонных конструкциях

    Реферат

    Полимер, армированный стекловолокном (GFRP), был подтвержден как важное решение в технологии усиленного бетона. Синтез арматуры GFRP с использованием продольных стекловолокон (армирующий материал) и ненасыщенной полиэфирной смолы с 1% МЕКП (матричный материал) посредством ручного процесса. Арматура из стеклопластика имеет диаметр 12,5 мм (это значение эквивалентно 0,5 дюйма; это наиболее распространено при применении для фундаментов).Поверхности из стеклопластика модифицированы добавлением крупного песка для увеличения прочности сцепления арматуры с бетоном. Затем выполняются механические характеристики железобетона с арматурой из стеклопластика и сравниваются с характеристиками стальной арматуры. Приготовление образцов бетона (неармированный бетон, гладкий армированный стеклопластик, железобетон из стеклопластика с пескоструйным покрытием и железобетон) с фиксированным соотношением ингредиентов (1: 1,5: 3) и соотношением 0,5 Вт / Цельсия выполняли при двух периодах выдержки (7 и 28) дней при температуре окружающей среды.Величина объемной доли стеклопластика и стальной арматуры в железобетоне была (5 об.%) Равномерно распределена с заданными расстояниями в кристаллизаторе. Результаты показывают, что прочность на разрыв арматуры из стеклопластика составляет 593 МПа, а прочность на изгиб - 760 МПа. Прочность на сжатие была в разумных пределах для бетона - 25,67 МПа. Прочность на изгиб неармированного бетона составляет 3 МПа, а армированного бетона с арматурой GFRP, особенно GFRP RC с песчаным покрытием, прочность на изгиб составляет 13,5 МПа, что приводит к увеличению сцепления с бетоном и более высокой деформации до 10.5 МПа на 28 дней, чем у железобетона за счет модуля упругости при изгибе.

    Ключевые слова

    Арматура из стеклопластика

    Стальная арматура

    Железобетон

    Механические свойства

    Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

    © 2018 Авторы. Производство и хостинг выполняются Elsevier B.V. от имени Университета Кербалы.

    Рекомендуемые статьи

    Ссылки на статьи

    FMSC - Армирование стекловолокном

    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.


    Стекловолоконные ткани

    Значительно расширенный выбор весов и переплетений с использованием тканей BGF

    Лента из стекловолокна

    Узкие полоски из стекловолокна для точного дублирования

    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 3/4 унции

    Мат из рубленых волокон из стекловолокна

    Нетканая армирующая ткань, изготовленная из рубленых стекловолоконных нитей.

    Препреги из стекловолокна

    Стеклоткани, предварительно пропитанные эпоксидной смолой

    ×

    Товар добавлен в список цитат

    Продолжить просмотр Перейти к списку цитат

    Основы стекловолокна | Фибер Гласт

    Хотите проверить свои знания стекловолокна?
    Примите наши основы викторины из стекловолокна!

    Введение

      Фото предоставлено IStock Photo.

      Композиты - это материалы, состоящие из отдельных компонентов, общая физическая прочность которых превышает свойства каждого из них по отдельности. В случае композитных ламинатов используются два основных элемента: волокнистое армирование (например, стекловолокно или углеродное волокно) и смола. Эти два элемента не предназначены для использования исключительно - они предназначены для объединения. При этом они соединяются механически и химически, образуя твердую ламинатную деталь, которую невозможно реформировать.

      Представьте себе лодку. Многие лодки сделаны из стекловолокна, которое начинается с ткани - как длинный кусок ткани, который сворачивается в рулон. Стекловолокно закладывается в форму, из которой создается корпус лодки. Смола в жидкой форме катализируется и наносится на стекловолокно в форме. Он отверждается и химически связывается со стекловолокном, выделяя большое количество тепла (так называемое термоотверждение). Здесь задействовано несколько слоев и различные техники, но конечный результат - лодка.

      Композиты

      , как и лодка, популярны по ряду причин, но в основном из-за их высокой прочности и небольшого веса.Как правило, их можно адаптировать для различных областей применения и придать им уникальные и сложные формы. Они также популярны благодаря своей превосходной устойчивости к большинству сред и могут использоваться большинством производителей без значительных вложений.

      Мы рассмотрим ряд арматур и смол, из которых можно выбрать. Во-первых, давайте взглянем на реальные примеры продуктов из волокон и смол, чтобы вы лучше познакомились с отраслью композитов. После этого мы рассмотрим некоторые основные термины, которые вы услышите при работе с композитами.

    Глоссарий составных терминов

      Формование: Формование - это процесс создания детали внутри формы. Обычно предварительно вырезанную арматуру помещают в форму по одному слою и пропитывают смолой. Когда деталь достигнет желаемой толщины и ориентации, ее оставляют для отверждения. После извлечения из формы он будет иметь точную форму поверхности формы.

      Ламинирование: Ламинирование первоначально относилось к нанесению тонкого защитного покрытия из смолы и армирования на такую ​​поверхность, как дерево.Использование этого термина расширилось и теперь включает практически любую готовую композитную деталь, формованную или иную. Текущий пример: «Тестируемая деталь представляла собой 10-слойный ламинат, упакованный в вакуумный мешок».

      График ламинирования: Это список отдельных слоев и ориентации слоев, используемых для создания составной детали, и обычно указывает вес в унциях армирования и стиль переплетения.

      Отливка: Отливка означает заливку большой массы смолы в полость.Полость может быть формой при отливке деталей или может быть задним наполнителем для инструмента при изготовлении самой формы. Необходимо использовать специализированные литейные смолы, которые при отверждении выделяют меньше тепла и, таким образом, создают меньшую деформацию конечной детали. При необходимости можно добавлять волокнистые наполнители для усиления отливки.

      Лепка: Лепка обычно выполняется путем вырезания формы из пенополиуретана и последующего ламинирования поверхности. Это может быть сделано для создания заглушки для процесса формования или для придания формы готовой детали в случае конструкции без формы.

    Типы, свойства и стили армирования

      Физические свойства композитов - преобладающие волокна. Это означает, что при объединении смолы и волокна их характеристики больше всего соответствуют свойствам отдельных волокон. Например, недостаточно просто усреднить прочность на разрыв ткани и смолы для определения прочности панели. Данные испытаний показывают, что волокнистая арматура является компонентом, несущим большую часть нагрузки.По этой причине выбор ткани имеет решающее значение при проектировании композитных конструкций. Сегодня производители выбирают из трех распространенных армирующих материалов, включая стекловолокно, углеродное волокно и кевлар®. Каждый из них имеет различные формы и стили, а также имеет свои преимущества и недостатки, которые следует проанализировать перед тем, как начинать какой-либо проект.

      Выше у нас были примеры каждого из наиболее распространенных применений и характеристик. Теперь давайте подробнее рассмотрим их физические свойства.

      Ниже приводится таблица, в которой сравниваются относительные свойства армирующих тканей.Легенда гласит: P = плохо, F = удовлетворительно, G = хорошо, E = отлично.

        Технические характеристики Стекловолокно Углерод Кевлар®
        Плотность -п. E E
        Прочность на разрыв F E G
        Прочность на сжатие G E -п.
        Жесткость F E G
        Сопротивление усталости G-E G E
        Сопротивление истиранию F F E
        Шлифование / обработка E E -п.
        Электропроводность -п. E -п.
        Термостойкость E E F
        Влагостойкость G G F
        Совместимость смол E E F
        Стоимость E -п. F

    Формы армирования

      Эти три усиления можно купить во многих формах и стилях плетения.Все три, как правило, доступны в жгуте (чисто однонаправленная форма волокна), вуали и тканых тканях. Стекловолокно также предлагается в виде матов из прессованных рубленых прядей.

      Буксировка и ровинг

      Материал в этой форме демонстрирует наивысшие свойства, достижимые для данного семейства волокон. Обычно они поставляются на катушках, чтобы их можно было подавать в намотчики волокон или раскатывать и резать, если они необходимы для избирательного придания жесткости. Волокна должны оставаться в натянутом состоянии по мере отверждения смолы, иначе механическое преимущество будет потеряно.В процессе эксплуатации изгибы жгута необходимо сначала растянуть, прежде чем волокно сможет выдержать нагрузку. Очевидно, что чем ровнее будет исходное расположение ткани, тем лучше. Используя этот материал, можно наматывать чрезвычайно прочные трубы.

        Примеры продукции
          Арт. Описание
          Карбоновая буксировка 24k Carbon Tow (или пряжа) идеально подходит для добавления направленного армирования к вашему композитному ламинату.Буксировка используется для создания галтели на деталях, для усиления лонжерона или в сочетании с измельчителем для создания рубленых графитовых волокон.
          Ровинг для пистолета Этот универсальный ровинг можно либо измельчить, либо быстро смачивать и сушить для получения высокопрочных и легких композитов. В сочетании с пистолетом-измельчителем воздуха его можно использовать в системе распыления, как заполненной, так и незаполненной.
      Покровные коврики

      Покровные маты представляют собой тонкие слои непрерывных прядей волокон, которые случайным образом наматываются петлями на рулон материала.Они имеют консистенцию папиросной бумаги. Легкий связующий материал скрепляет вуаль. Хотя они не предназначены для использования в конструкции, у них есть две очень важные функции. Во-первых, вуаль можно поместить в форму непосредственно за поверхностным слоем, чтобы свести к минимуму печать через более тяжелые армирующие ткани, применяемые позже. Это тонкое внешнее покрытие также позволяет шлифовать поверхность готовых деталей без врезания в армирующую ткань внизу. Вторая по величине область применения - сэндвич-стержни.Мат-вуаль может быть помещен непосредственно поверх сердцевины для поддержания оптимальной толщины линии склеивания. Вуаль также эффективно предотвращает стекание излишков смолы в ячейки сотовых заполнителей, когда вакуум не используется.

        Примеры продукции
          Арт. Описание
          Мат для наплавки сплошной вуалью Поверхностный мат может быть добавлен в качестве поверхностного покрытия, чтобы минимизировать просвечивание и минимизировать повреждение структурной ткани при шлифовании, или оптимизировать толщину связующего слоя при использовании материала сэндвич-сердечника.
          Вуаль из углеродного волокна Использование вуали из углеродного волокна поверх стекловолокна будет лучше работать как проводник электричества, а не как инсоляция. Точно так же использование углеродного волокна поможет распространять радиочастотные сигналы.
      Мат из рубленых прядей

      Этот материал соответствует названию.Волокна обычно имеют длину от трех до четырех дюймов и ориентированы произвольно. Мат из рубленых прядей - не очень прочный материал из-за небольшой длины волокон. Однако он изотропен. Это означает, что он одинаково прочен во всех направлениях (мат и наполнители - единственные композитные армирующие элементы, демонстрирующие это свойство). Мат - это наименее дорогая форма армирования и, следовательно, наиболее широко используемая. Подходит для изготовления пресс-форм и деталей. Произвольная ориентация эффективно скрывает отпечаток ткани через гелькоут и делает формы одинаково жесткими во всех направлениях.Следует отметить, что мат из рубленых прядей совместим только с полиэфирной смолой.

        Примеры продукции
          Арт. Описание
          Мат из рубленого волокна Мат из рубленых прядей чаще всего используется для придания толщины деталям между слоями ткани. Обычно производители рвут мат из рубленых прядей, а не разрезают его.Это сохраняет длину волокон вдоль разорванного края, создавая более прочное соединение.
      Ткани

      Тканые ткани являются сильным армирующим материалом, потому что волокна скручиваются в пряжу, ориентированную всего в двух направлениях. Нити основы и наполнителя проходят под углом 0 и 90 градусов соответственно. Таким образом, ткани анизотропны или прочны только в двух направлениях. Ткани должны быть ориентированы таким образом, чтобы волокна пряжи проходили параллельно с ожидаемыми нагрузками.Если требуется дополнительная прочность в другом направлении, необходимо добавить еще один слой под углом к ​​первому. Наиболее распространенные углы составляют +/- 45 градусов.

        Примеры продукции
          Арт. Описание
          Стекловолокно Стекловолокно - основа композитной промышленности. Он используется во многих приложениях для композитов с 1950-х годов, и его физические свойства довольно хорошо изучены.Он легкий, имеет умеренную прочность на разрыв и прост в обращении. Стекловолокно используется в широком спектре проектов в отрасли.
          Углеродное волокно Углеродное волокно встречается повсюду, от автогонок до авиакосмической отрасли. Хотя он дороже, чем стекловолокно и кевлар, он может похвастаться самой высокой прочностью на растяжение, сжатие, изгиб и изгиб в отрасли. Углеродное волокно обычно используется для проектов, требующих более высокого уровня прочности, например, для несущих частей.
          Кевлар Кевлар - одно из первых высокопрочных синтетических волокон, получивших признание в промышленности армированных волокнами пластмасс. Кевлар сияет в его стойкости к ударам и истиранию. Кевлар идеально подходит для таких деталей, как каноэ и байдарки, панели фюзеляжа самолетов и сосуды высокого давления, где ожидается сильная ударная нагрузка и истирание.

    Стили тканых материалов

      Есть много стилей тканых тканей, из которых можно выбирать.Наиболее распространены ткани с полотняным переплетением, в которых попеременно пересекаются нити основы и наполнителя. Обычные тканые ткани, как правило, наименее податливы, но их легко разрезать и обрабатывать, потому что они нелегко распутываются. Однако их прочность снижается из-за сильного «предварительного прихвата», уже присутствующего в ткани. Как указано в разделе «жгуты», волокна обладают максимальной прочностью только тогда, когда они идеально прямые. Частое пересечение нитей снизу и вверх снижает прочность полотняного переплетения, хотя они по-прежнему подходят для всех областей применения, кроме наиболее эффективных.

      Саржевое переплетение и атласные ткани очень податливы и прочнее, чем полотняное переплетение. При атласном переплетении одна пряжа с наполнителем плавает над тремя-семью другими нитями основы, прежде чем прошиваться под другой нитью основы. Нити этого типа с неплотным плетением идут ровнее и дольше, сохраняя теоретическую прочность волокна. Очевидно, что податливость выше, и эти ткани легко принимают сложные формы. Однако после обрезки они легче распутываются, потому что каждая нить удерживается не так плотно.Саржевое переплетение - это компромисс между атласным и полотняным переплетением, а также часто желаемый косметический эффект «елочка».

    Практическое руководство по выбору подкрепления

      Прежде чем начинать какой-либо проект, рассмотрите потребность в готовой детали. Насколько жесткой, легкой, износостойкой или устойчивой к повреждениям должна быть деталь или конструкция? Обязательно учитывайте стоимость. Сравните свой список с описанием материалов и таблицей, на которую ранее ссылались, чтобы выбрать лучшую ткань с точки зрения производительности и стоимости.Стекловолокно неизменно приносит пользу почти для каждого проекта.

      Как правило, для нанесения защитного слоя на дерево можно использовать любую ткань с полотняным переплетением. Если ламинат предназначен для использования в морских условиях, следует рассмотреть не менее двух слоев. Легкие ткани хороши, если защитный слой должен быть прозрачным, как, например, на каноэ с ленточной сборкой. Обычное плетение средней плотности, от шести до десяти унций на квадратный ярд, возможно, является наиболее универсальным. Обычно их называют лодочными тканями, они недорогие, прочные и легко формируются.Они часто сочетаются со слоями мата при изготовлении форм или используются для защиты сердцевины при строительстве без форм.

      Атласное и саржевое переплетение для авиакосмической промышленности следует использовать везде, где требуются высочайшие физические свойства.

    Выбор смолы

      Фото предоставлено IStock Photo. Выбор смолы зависит от совместимости ткани, условий эксплуатации и желаемых характеристик готовой детали. Существует два распространенных типа термореактивных смол: эпоксидная и полиэфирная.Операции по формованию, формованию, ламинированию и литью могут выполняться с помощью любой системы. Эпоксидная смола - это система с более высокими характеристиками и более высокой ценой. Он используется в приложениях с критическим весом, высокой прочностью и точными размерами. Полиэфирные смолы менее дороги, более устойчивы к коррозии и более щадящие, чем эпоксидные. По этой причине они наиболее широко используются.

      Сложный виниловый эфир - это третий вариант смолы, часто описываемый как нечто среднее между эпоксидной и полиэфирной смолами, поскольку он находится между ними по цене и характеристикам обработки.Он обладает отличной стойкостью к коррозии и истиранию, поэтому хорошо подходит для таких применений, как резервуары для хранения химикатов.

      Некоторые смолы совместимы не со всеми тканями. Например, у Kevlar® часто возникают проблемы с адгезией, поэтому следует использовать эпоксидную смолу или полиэстер высшего качества. Кроме того, маты из стекловолокна имеют связующее, растворимое в полиэфирной основе. Эпоксидные смолы могут растворить это, и никогда не должны использоваться с матом. При разработке проекта тщательно проверяйте совместимость материалов.

        Примеры продукции
          Смола
          Арт. Описание
          Полиэфирная смола Полиэфирные смолы являются наиболее широко используемыми смолами в композитной промышленности.Полиэфирные смолы менее дороги, обладают некоторой коррозионной стойкостью и более щадящие, чем эпоксидные смолы. Полиэфирные смолы просты в использовании, быстро затвердевают и устойчивы к экстремальным температурам и катализаторам.
          Винилэфирная смола на основе сложного винилового эфира считается гибридом полиэфира и эпоксидной смолы, что означает, что ее эксплуатационные характеристики, свойства и цена обычно ниже двух других.Виниловый эфир отличается высокой стойкостью к коррозии, температуре и растяжению.
          Эпоксидная смола Для композитных деталей, требующих максимальной прочности, производители будут использовать эпоксидную смолу. Помимо улучшенных прочностных свойств, эпоксидные смолы также обычно превосходят полиэфир и сложный виниловый эфир по стабильности размеров и улучшенному сцеплению с другими материалами.
    Ниже приведены некоторые общие рекомендации по выбору смолы:

    Применение клея: Если приложение требует адгезионных свойств, настоятельно рекомендуется использовать эпоксидные смолы. Выбирайте эпоксидную смолу со сроком жизнеспособности, максимально близким к требуемому времени работы. При необходимости измельченное стекловолокно может быть смешано для создания структурной пасты-наполнителя.

      Примеры продукции
        Смола
        Арт. Описание
        Система 1000 System 1000 Epoxy - это смола с низкой смешанной вязкостью, которая быстро смачивает армирующие волокна в процессе укладки.Это позволяет ускорить процесс изготовления.
        Винилэфирная смола на основе сложного винилового эфира считается гибридом полиэфира и эпоксидной смолы, что означает, что ее эксплуатационные характеристики, свойства и цена обычно ниже двух других. Виниловый эфир отличается высокой стойкостью к коррозии, температуре и растяжению.

    Применения в пресс-формах: Их лучше всего выполнять с использованием полиэфирной формовочной смолы №77 или любой эпоксидной смолы со средним и долгим сроком службы.Предварительно нарежьте тканевую арматуру и держите ее под рукой. Используйте кисти, ракели и валики для пропитки, чтобы смочить ткань. Для деталей, которые будут использоваться в высококоррозионных средах, выберите нашу изофталевую полиэфирную смолу № 90 или сложную винилэфирную смолу № 1110.

      Примеры продукции
        Смола на основе сложного винилового эфира
        Арт. Описание
        Полиэфирная формовочная смола Полиэфирная формовочная смола - одна из самых распространенных и популярных смол в промышленности.Он отлично подходит для изготовления деталей общего назначения и для недорогих пресс-форм. Со смолой легко работать, она дешевле по сравнению с другими причинами и не содержит воска, поэтому шлифование между слоями не требуется.
        Изофталевая полиэфирная смола Изофталевая полиэфирная смола имеет гораздо лучшую прочность по сравнению с полиэфирными смолами общего назначения, отлично подходит для создания полиэфирных форм со стабильными размерами, изготовления деталей, которые должны выдерживать сильную коррозию, и износостойких материалов для ремонта футеровки резервуаров.
        Винилэфирная смола считается гибридом полиэстера и более прочной эпоксидной смолы, что означает, что ее эксплуатационные характеристики, свойства и цена обычно находятся между двумя другими. Винилэфир отличается коррозионной стойкостью, термостойкостью и вязкостью при удлинении.

    Ремонт общего назначения и тонкое ламинирование: Для этих целей лучше всего использовать смолу общего назначения, смешанную со стирольным воском.Если выбрана эпоксидная смола, используйте версию с коротким жизнеспособностью, которая затвердеет быстрее при нанесении на тонкие участки.

      Примеры продукции
        Арт. Описание
        Полиэфирная формовочная смола Полиэфирная формовочная смола - одна из самых распространенных и популярных смол в промышленности. Он отлично подходит для изготовления деталей общего назначения и для недорогих пресс-форм.Со смолой легко работать, она дешевле по сравнению с другими причинами и не содержит воска, поэтому шлифование между слоями не требуется.
        Стироловый воск Добавление стирольного воска к невощеной полиэфирной смоле предотвратит длительную липкость, связанную с тонкими срезами полиэфиров в композитном материале. Этот воск поднимается на поверхность во время отверждения, после чего его необходимо отшлифовать.
        Система 1000 System 1000 Epoxy - это смола с низкой смешанной вязкостью, которая быстро смачивает армирующие волокна в процессе укладки.Это позволяет ускорить процесс изготовления.

    Минимальная деформация: Эпоксидные смолы всегда обеспечивают наиболее стабильные размеры деталей и форм, но можно успешно использовать полиэфирную смолу высшего качества, такую ​​как изофталевая полиэфирная смола № 90.

      Примеры продукции
        Арт. Описание
        Изофталевая полиэфирная смола Изофталевая полиэфирная смола имеет гораздо лучшую прочность по сравнению с полиэфирными смолами общего назначения, отлично подходит для создания полиэфирных форм со стабильными размерами, изготовления деталей, которые должны выдерживать сильную коррозию, и износостойких материалов для ремонта футеровки резервуаров.
        Система 1000 System 1000 Epoxy - это смола с низкой смешанной вязкостью, которая быстро смачивает армирующие волокна в процессе укладки. Это позволяет ускорить процесс изготовления.
        Система 2000 System 2000 Epoxy - это смола для ламинирования светло-янтарного цвета, обеспечивающая максимальную прочность эпоксидной смолы при комнатной температуре.Он часто используется для изготовления высокопрочных деталей, требующихся в конструкционных конструкциях.

    Отливка: Толстые секции можно отливать с помощью эпоксидной системы медленного отверждения # 2000/2120 или любой из наших уретановых смол для литья. Стандартные смолы не рекомендуется заливать в массу, достаточно большую для литья.

      Примеры продукции
        Арт. Описание
        Система 2000 System 2000 Epoxy - это смола для ламинирования светло-янтарного цвета, обеспечивающая максимальную прочность эпоксидной смолы при комнатной температуре.Он часто используется для изготовления высокопрочных деталей, требующихся в конструкционных конструкциях.
        Эуретановая литьевая смола - Shore A Смолы для литья под давлением уретановые идеально подходят для изготовления четырех деталей и оснастки. Уретановая смола для литья под давлением - Shore A используется для создания жестких, гибких деталей и форм.
        Уретановая литьевая смола - 75 Shore D Уретановая литьевая смола - 75 Shore D отлично подходит для изготовления готовых деталей и мелкосерийных оболочек. Она отлично подходит для создания твердых деталей с улучшенными деталями и превосходными косметическими качествами.

    Выбор инструментов

      По сравнению с классической обработкой и изготовлением инструментов, для работы с композитами требуется несколько специальных инструментов. Однако есть ряд элементов, облегчающих работу и повышающих качество продукции.

      Предметы повседневного спроса, такие как чистые емкости для смешивания, весы и другое измерительное оборудование, качественные ножницы и множество перчаток, - простые предметы, о которых часто забывают.Ракель, щетки и валики - рекомендуемые аппликаторы для пропитывания арматуры смолой. Ракели и валики для пропитки также можно использовать для подачи воздуха из ламината и сжатия слоев ткани. Бритвенные ножи и лобзики нужны для обрезки готовых деталей и форм. Для ускорения резки используйте качественные композитные диски со средним числом зубьев. Механические шлифовальные машины, шлифовальные машины и буферы полезны при выполнении более крупных работ, но эту работу можно выполнить вручную, если у вас будет достаточно времени и усилий. Последняя рекомендация по оборудованию - это стеллаж для резки ткани для удержания и хранения материала.Стойка поддерживает ткань горизонтально на трубе и может быть изготовлена ​​из простых строительных материалов.

        Примеры продукции
          Ракель и валики
          Арт. Описание
          Принадлежности для смешивания Mixing Supplies следует использовать для смешивания смолы с добавками смолы при подготовке к процессу укладки.Чтобы смолы работали правильно, необходимы такие добавки, как катализатор и отвердитель. Другие добавки, такие как наполнители, пигмент и воск, не являются обязательными и выбираются с учетом желаемых характеристик, которые они придают смоле.
          Режущее оборудование Почти каждый композитный проект потребует некоторой резки, особенно на стадии подготовки. Обязательно выберите ножницы, резаки и вспомогательные приспособления для ткани, которые будут соответствовать качеству композитной детали, которую вы планируете производить.
          Средства для защиты и чистки Безопасная и чистая рабочая среда - это первый шаг к созданию успешного композитного ламината. Обязательно планируйте свой проект или ремонт соответствующим образом и принимайте простые меры безопасности для каждого проекта.
          Кисти Простой выбор, который, тем не менее, окажет большое влияние на ваш проект.Кисти помогут пропитать ткань выбранной смолой. Убедитесь, что кисть, которую вы используете, соответствует качеству вашего проекта.
          Ракели и ролики позволяют равномерно распределить смолу по ткани и легко удаляют излишки смолы с детали. Неровное покрытие может повредить вашу композитную деталь, но этого легко избежать при работе с соответствующими инструментами.

    Оценка веса материалов и затрат

      Точная оценка материала необходима по двум причинам. Во-первых, очевидно, что они нужны для правильного заказа, хранения материалов и проведения торгов по проектам. Что еще более важно, оценки дают возможность рассчитать вес или стоимость детали, используя различные графики ламинирования, прежде чем приступить к сборке.

      В отличие от оценки покрытия при покраске, использование смолы будет зависеть от типа используемого армирования.Чем тяжелее ткань, тем больше смолы потребуется для ее смачивания. Хороший ламинат для рук состоит примерно из 50% ткани и 50% смолы по весу. Например, если для приложения требуется 3 квадратных ярда ткани плотностью 4 унции на квадратный ярд (общий вес ткани составляет 12 унций), потребуется 12 унций смолы. Однако, если выбрано 3 ярда ткани по 10 унций на квадратный ярд (общий вес ткани составляет 30 унций), потребуется 30 унций смолы.

      Стекломат требует минимум 2 унции смолы на каждую унцию мата.Следовательно, если приложение требует 20 квадратных футов мата толщиной 1,5 унции на квадратный фут, потребуется минимум 60 унций смолы. Помните, что мат указывается в унциях на квадратный фут, а ткани - в унциях на квадратный ярд. Рубленый коврик плотностью 1,5 унции на квадратный фут на самом деле весит 13,5 унций на квадратный ярд!

      Поскольку существует множество возможных комбинаций материалов, следует рассчитать вес и стоимость одного слоя с использованием различных армирований.Затем они могут быть добавлены или вычтены из теоретического слоистого материала, пока не будут достигнуты проектные свойства.

    Лист оценки материалов

      1) Начните с расчета площади проекта.

      Оцените неправильные формы, измерив прямоугольники приблизительного размера, необходимые для определения конических участков. Умножьте длину на ширину для каждого прямоугольника, а затем сложите все отдельные прямоугольники вместе, чтобы получить общую площадь поверхности детали.Если расчет ведется в квадратных футах, разделите на 9, чтобы получить квадратные ярды.

      2) Составьте список каждого типа армирования, рассматриваемого для ламинирования.

      Умножьте вычисленные квадратные ярды на вес ткани в унциях. Это общий вес одного слоя этого материала. Это также количество смолы, необходимое для его насыщения. Если это известно для 2 или 3 различных типов материалов, можно рассчитать вес и стоимость ламината, изготовленного из любой комбинации этих тканей.Чтобы преобразовать вес унции в фунты, разделите на 16. Те, у кого нет опыта в пропитывании стекловолокна, обычно используют слишком много смолы. Хорошо пропитанный ламинат является однородно полупрозрачным, без «молочных» сухих пятен, но из-за веса и стоимости в нем немного лишней смолы.

      3) Рассчитайте использование гелькоута, грунтовки и поверхностной грунтовки.

      Все формованные ламинаты, кроме самых легких, требуют гелевого покрытия. Гель-покрытие должно иметь толщину 15-20 мил.

      Для гелевого покрытия толщиной 20 мил потребуется один галлон смеси для гелькоута на каждые 80 квадратных футов поверхности формы. Если требуется более светлый поверхностный слой, распылите деталь № 1041-B Duratec Surfacing Primer в форму вместо гелевого покрытия. Его можно наносить более тонким (10-12 мил) и, следовательно, более легким слоем. Duratec также является идеальным финишным слоем для покрытия ламинатов из вспененной фанеры или фанеры.

      При покрытии фанеры стекловолокном потребуется дополнительная смола для грунтования древесины.Для большинства видов древесины для этого покрытия потребуется около 3 унций смолы на каждый квадратный фут поверхности. Это в дополнение к смоле, необходимой для пропитывания стекловолокна. Чтобы обеспечить достаточное насыщение, добавьте на 20% больше смолы к первоначальной оценке.

      Пример:

      Следующий пример поможет прояснить оценку материала, а также охватит некоторые аспекты дизайна.

      Начато строительство фанерного катера. Лодка 12 футов в длину, 4 фута в ширину внизу, по 2 борта с каждой стороны.5 футов высотой, транец - 2 на 5 футов. Фанера толщиной три четверти дюйма выдерживает нагрузки, но стекловолокно должно герметизировать и защищать как внутреннюю, так и внешнюю часть лодки. Стекловолокно было выбрано вместо KEVLAR®, чтобы снизить затраты. Сколько материала потребуется, и какой вес будет добавлен?

      1) Начните с расчета площади поверхности каждой детали.

      Этаж
      12 футов x 4 фута = 48 кв. Футов

      Стороны
      12 футов x 2,5 фута = 30 кв.футы x 2 = 60 кв. футов

      Транец
      2 фута x 5 футов = 10 кв. Футов

      Всего
      118 кв. Футов

      На каждый слой приходится 118 квадратных футов, и слои будут добавлены как внутри, так и снаружи лодки. Затем разделите 118 квадратных футов на 9 квадратных футов, чтобы найти общую площадь в квадратных ярдах на слой. Это преобразование необходимо, чтобы площадь можно было сравнить с весом ткани, указанным в квадратных ярдах.

      118 кв. Футов / 9 кв.ft. = 13,5 кв. ярдов

      Рассматриваемые ткани имеют полотняное переплетение 10 унций и 7,5 унций. Вес ткани умножается на площадь поверхности, чтобы определить общий вес одного слоя ткани.

      10 унций / кв. ярд х 13,5 кв. ярд. = 135 унций. / 16 = 8,5 фунтов / слой

      7,5 унций / кв. ярд х 13,5 кв. ярд. = 101,25 унций / 16 = 6,5 фунтов / слой

      При соотношении ткань-смола 50/50 смола также будет весить столько же, сколько и ткань.

      Поскольку лодка будет использоваться только у песчаных берегов, была выбрана ткань весом 7,5 унций, что позволяет сэкономить 4 фунта на каждом слое. Если бы берег был каменистым, ткань на 10 унций могла бы быть лучшим выбором для долговечности, несмотря на дополнительный вес.

      2) Рассчитайте весь дополнительный расход смолы и грунтовки, как указано выше.

      На фанеру потребуется грунтовка из полиэфирной смолы. Для достаточного покрытия поверхности потребуется 3 унции на квадратный фут площади поверхности.

      3 унции. x 118 кв. футов = 354 унции. / 16 = 22 фунта смолы.

      Поверхностное покрытие будет создано путем распыления на деталь № 1041-B Duratec Surfacing Primer. Один галлон легко покроет 118 квадратных футов слоем материала толщиной 12 мил.

    Заключение

      Это руководство предназначено, чтобы помочь новичку осмыслить процесс создания композитного стекловолокна. В связи с недавними достижениями и доступностью других высокоэффективных композитных материалов, некоторые из них также были включены в этот документ.Подчеркивается важность выбора волокна, и в качестве удобного справочного материала приводится таблица, в которой сравниваются сильные и слабые стороны трех доступных армирующих элементов. Разработайте проекты с учетом этих свойств ткани, а затем выберите систему смол, совместимую с тканью и конечными условиями эксплуатации, которые будет видна деталь. Смета материалов также важна в процессе проектирования. Варианты графика ламинирования можно сравнить на этапе проектирования, а ламинат можно адаптировать к условиям эксплуатации и бюджету проекта.Пример трехэтапного процесса оценки материала должен сделать эти оценки безболезненными. Очевидно, что по этим вопросам доступно больше информации, но эти основы демонстрируют легкость, с которой могут быть достигнуты преимущества композитов.

    >

    Армирующие материалы - эпоксидная смола морского класса WEST SYSTEM

    Повышение эффективности эпоксидной смолы с помощью армирующих материалов

    Армирующие ткани и ленты повышают прочность на разрыв и противостоят микротрещинам и истиранию, что значительно увеличивает долговечность эпоксидного ламината.WEST SYSTEM предлагает стеклянные ленты, двухосные ленты, стеклоткань и двухосные ткани в качестве армирующих материалов для создания композитных ламинатов и выборочного армирования конструкций.

    Ориентация волокна важна для определения прочности и жесткости ламината. Выберите тип переплетения и сориентируйте волокна так, чтобы они наилучшим образом соответствовали направлению нагрузок внутри конструкции. Определить направление нагрузки для одних конструкций легче, чем для других. Например, мы ожидаем, что простая консольная балка будет подвергаться растяжению сверху и сжатию снизу, при этом нагрузки будут проходить в одном направлении.Поэтому будет уместна однонаправленная ткань. Конструкции, которые могут подвергаться менее предсказуемым нагрузкам, могут быть лучше с тканым армирующим материалом, который будет учитывать нагрузки в нескольких направлениях.

    Стеклянные ленты

    Стеклоткань

    Биаксиальные ткани и ленты

    Эпоксидная смола и высокоэффективные армирующие волокна

    При работе с высокоэффективными армирующими волокнами имеет смысл использовать эпоксидную смолу (а не полиэстер).WEST SYSTEM Epoxy полностью отверждается при комнатной температуре и не требует большого количества специального оборудования. Это сделало эпоксидную смолу излюбленным выбором как профессиональных, так и случайных строителей всех видов высокоэффективных композитов. Чтобы узнать больше о роли армирующих тканей и эпоксидной смолы в композитных ламинатах, прочтите статью Джеймса Р. Уотсона «Армированные стекловолокном композиты» в журнале Epoxyworks.

    Определение толщины эпоксидного ламината

    Чтобы определить количество слоев ткани, необходимых для достижения определенной толщины ламината, разделите требуемую толщину на толщину однослойной ленты или ткани, которую вы собираетесь использовать.

    * Среднее количество слоев, нанесенных вручную

    Оценка покрытия эпоксидной смолой для ткани

    Ниже приводится примерное количество эпоксидной смолы, необходимое для смачивания 1 кв. Фута стеклоткани и нанесения двух слоев заполнения.

    * Включает коэффициент потерь 15%.

    Армирование стекловолокном | Hexcel

    Универсальность стекла как волокна делает его уникальным промышленным текстильным материалом.Тканые стекловолокна предлагают отличное сочетание свойств от высокой прочности до огнестойкости по более доступной цене. Широкий диапазон размеров пряжи и рисунков переплетения обеспечивает огромный потенциал дизайна, позволяя конечному пользователю выбрать наилучшее сочетание характеристик материала, экономичности и гибкости. Hexcel производит арматуру из стекловолокна различной плотности, от 48 до 1300 г / м2.

    Стабильность размеров : стекловолокно - это конструкционный материал со стабильными размерами, который не растягивается и не сжимается после воздействия чрезвычайно высоких или низких температур.Максимальное удлинение для стекла «Е» при разрыве составляет 4,8% при 100% упругом восстановлении при напряжении, близком к точке разрыва.

    Влагостойкость : стекловолокно не впитывает влагу и не изменяется физически или химически под воздействием воды.

    High Strength : высокое соотношение прочности и веса стекловолокна делает его превосходным материалом в тех областях, где требуются высокая прочность и минимальный вес. В текстильной форме эта прочность может быть однонаправленной или двунаправленной, что обеспечивает гибкость конструкции и стоимости.

    Огнестойкость : стекловолокно - это неорганический материал, который не горит и не поддерживает горение. Он сохраняет примерно 25% своей первоначальной прочности при 1000 ° F (540 ° C).

    Химическая стойкость : большинство химикатов практически не влияют на стекловолокно. Неорганические стеклотекстильные волокна не образуют плесени, не гниют и не портятся. Стекловолокно подвержено воздействию плавиковой, горячей фосфорной кислоты и сильных щелочных веществ.

    Электрические свойства : стекловолокно - отличный материал для электроизоляции.Сочетание таких свойств, как низкое влагопоглощение, высокая прочность, термостойкость и низкая диэлектрическая проницаемость, делает стеклоткань идеальной для усиления печатных плат и изоляционных лаков.

    Теплопроводность : низкий коэффициент теплового расширения в сочетании с высокими свойствами теплопроводности делает стеклоткань стабильным по размерам материалом, который быстро рассеивает тепло по сравнению с асбестом и органическими волокнами.

    .