Упрочняющая пропитка: Упрочняющая пропитка для бетонного пола

Содержание

Промышленное снабжение — Упрочняющая пропитка для бетонного пола ПРОТЕКСИЛ

Доставка товаров по России

Компания «Промышленное снабжение» осуществляет доставку строительных материалов и оборудования в любую точку России.

Свяжитесь с нами для уточнения условий доставки.

В большинстве случаев доставка будет бесплатной. Если ваш заказ или город доставки не подпадает под условия бесплатной доставки, менеджер сообщит вам об этом.

Груз доставляется бесплатно сборным автотранспортом в Ваш город до терминала транспортных компаний «Деловые линии», «ПЭК», «Ратэк», «Энергия» и др.

За небольшую плату груз можно привезти лично в руки или до вашего объекта.

Крупногабаритные партии товара мы доставляем выделенным автотранспортом, в таком случае товар будет доставлен бесплатно до Вашего объекта или мы сообщим стоимость доставки до выставления счета.

Доставка до терминала транспортной компании в Вашем городе

Воспользовавшись данной услугой, вы получите товар в удобное для вас время, на терминале транспортной компании (Деловые линии, Ратэк, ПЭК, Энергия).

Пожалуйста, уточните возможность и стоимость оказания услуги у Вашего менеджера.

Доставка до Вашего склада или строительного объекта

Воспользовавшись данной услугой вы получите товар в удобное для Вас время и в нужном Вам месте. Доставка производится как в черте Вашего города, так и в любое другое место на территории России.

Пожалуйста, уточните возможность и стоимость оказания услуги у Вашего менеджера.

Погрузо-разгрузочные работы

При доставке вашего заказа автотранспортом в пределах Вашего города, Вы можете заказать погрузо-разгрузочные работы. Стоимость работ не включена в базовые тарифы на доставку.

Пожалуйста, уточните возможность и стоимость оказания услуги у вашего менеджера.

Упрочняющая пропитка по бетону: виды, пропитки, технология

Самый распространенныц материал для устройства промышленных полов – бетон. Но в процесс эксплуатации даже такая, казалось бы, крепкая основа приходит в негодность.

В бетонной стяжке появляются трещины, сколы. Но это еще не самое страшное. Негативное воздействие на людей, работающих в помещениях с такими полами, оказывает пыль, которая образуется из поврежденного верхнего слоя.

Именно поэтому теперь при устройстве полов применяются технологии укрепления бетонного основания. Проблема пылящих поверхностей решается просто: с использованием технологии обеспыливания и упрочнения.

Подарить новую жизнь минеральным основаниям помогает современный подход к полировке и шлифовке оснований алмазными сегментами.

Содержание:

Общие сведения

Улучшить эксплуатационные показатели исходного настила на минеральной основе можно двумя способами: с применением упрочнителей – сухих смесей, или полиуретановых пропиток – жидких составах на акриловых и эпоксидных смолах.

Однако здесь необходимо учитывать тот факт, что упрочнители для бетонных полов применяются лишь на этапе создания, а полимерные составы с успехом используются для улучшения уже бывших в работе минеральных оснований. Рассмотрим подробнее оба метода подробнее.

Топпинг для бетонных оснований, представляет собой сухую порошкообразную смесь, наносить которую необходимо только на свежее залитое основание.

Традиционно для бетонных оснований принято применять эпоксидные наливные полы. Однако в последнее время всё большую популярность приобретают акриловые полы.
Благодаря оптимальному набору характеристик наносят полиуретановое покрытие на спортивных площадках, в производственных помещениях, а их экологичность, эффективность и долговечность дают возможность использовать их в жилых помещениях. Подробнее о полиуретановых наливных полах читайте в этой статье.

Минеральный упрочнитель для бетонных полов включает в себя несколько составляющих: кварцевый песок (корунд), базальтовую крошку (металлические гранулы) и пластифицирующие добавки. Нанесенный на еще не застывший раствор упрочнитель вбирает в себя влагу, вбивается в структуру стяжки и образует крепкий поверхностный слой.

Он не подвержен быстрому износу и появлению пыли. Различают несколько видов топпингов. В зависимости от состава они разделяются на кварцевые, корундовые, металлические и неметаллические (базальтовые).

Виды топпингов для бетона

Кварцевый

Кварцевый упрочнитель наиболее популярен среди всех прочих материалов. Технические и эксплуатационные свойства данного состава считаются самыми наилучшими для полов, подверженных средним по степени износа нагрузкам.

При помощи кварцевых топпингов усиливают покрытия пола в магазинах, торговых помещениях, административных зданиях, на складах с невысокими нагрузками на основание и в гаражах. В структуру такого упрочнителя включены пластифицирующие и сухие полимерные добавки, высококачественный песок и цемент.

Еще одним достоинством кварцевого состава можно назвать его доступность по цене. После использования кварца крепость пола возрастает в полтора раза.

Корундовый

Если задача заключается в создании особо устойчивых полов, подвергаемых высоким нагрузкам, то без использования корундового упрочнителя не обойтись.

Бетонные основания, укрепленные корундовым топпингом, могут ежедневно подвергаться ударным и абразивным нагрузкам. И все равно не дадут трещин и повреждений.

Объяснить высокую устойчивость данных материалов достаточно просто. Давайте разберемся, из чего они состоят. Всё те же пластифицирующие составляющие, песок, цемент высшего класса и корундовая крошка. Именно последний ингредиент придает особую крепость полам.

Сравнивая стоимость кварцевых и корундовых топпингов, заметим, что последний более дорогостоящий. В процентном отношении примерно на 20-30. Данный упрочнитель позволяет увеличить крепость основания в 1,7 раза.

Перед устройством полимерных полов поверхность необходимо прогрунтовать. Это улучшит адгезию основания и сведет к минимуму вероятность отслоения.
Толщину основания под высокопрочный наливной пол делают в зависимости от условий эксплуатации и расчётных нагрузок на напольное покрытие (минимальная толщина 60 – 80 мм). Подробнее о высокопрочных наливных полах читайте на нашем сайте.

Металлизированный

Укрепленные металлизированным топпингом полы могут быть подвержены самым большим нагрузкам. Это могут быть бетонные основания в гаражах тяжелой техники: тракторов, тяжелых погрузчиков, а также настилы в цехах промышленных предприятий.

Состав данного топпинга почти не отличается от структуры прочих. Есть одна лишь разница – в данный упрочнитель добавлена металлическая стружка. Именно она придает столь высокую прочность.

Планируя создание стяжек с укрепленной металлизированным топпингом поверхностью, стоит учитывать тот факт, что в помещениях с высокой влажностью такие основания быстро придут в негодность из-за ржавления металлической составляющей. И сам пол должен быть отлит из бетона не ниже марки м-300. В противном случае легкие стяжки быстро растрескиваются.

Упрочняющие пропитки для бетона

В отличие от топпингов пропитки для упрочнения бетона могут использоваться как для новых, так и для уже изрядно поношенных оснований.

Такие материалы широко применяются для скрепления слабых, старых стяжек пола, позволяя в несколько раз повысить прочность и увеличить устойчивость к механическим и абразивным нагрузкам.

Глубоко проникающая внутрь пористого материала пропитка значительно продлевает срок службы основания. При этом достигается эффект обеспыливания, герметизации и уплотнения.

Отдельные виды таких составов могут быть использованы при отрицательных показателях температуры. Различают плёночные и проникающие виды.

Как те, так и другие обладают своими достоинствами и недостатками. Плёночные образуют на поверхности стяжки защитный слой, но не способствуют укреплению рыхлых настилов. Проникающие, напротив, вступая в реакцию с цементом, стягивают неустойчивые полы.

Именно проникающие пропитки могут применяться при низких температурах. Еще одним преимуществом данных составов является относительная экономия: если пленочные составы приходится периодически обновлять, то проникающие наносятся один раз.

Однако стоит заметить, что применение проникающих составов бесполезно на цементно-песчаных основаниях и стяжках из низких марок бетона. В данной ситуации такие упрочнители просто не дадут должного эффекта. По этой причине более популярны плёночные составы. Рассмотрим их подробнее.

Акриловые плёночные покрытия употребляют для защиты бетонных настилов, подвергаемых лёгким и средним степеням нагрузки. Срок безремонтной эксплуатации пропитанных акриловыми составами полов – не более трех лет. После чего слой необходимо обновлять.

Главными преимуществами такого материала остается его относительная дешевизна и легкость в применении.

Эпоксидные пропитки достаточно крепки и экономичны. Они позволяют защитить стяжку от сильных абразивных и химических нагрузок на полы, а также герметизируют достаточно рыхлую поверхность. Впоследствии их использования полы значительно укрепляются и поверхность обеспыливается ( см. Обеспыливающие пропитки для бетона.

Полиуретановые смеси позволяют получать обеспыленное и ровное покрытие. Применяются в условиях максимальных нагрузок на основание. Полиуретановые составы обеспечивают оптимальные защитные свойства во влажных помещениях. Позволяют продлить срок службы основания в четыре-пять раз.

Технология нанесения упрочняющих смесей для бетона

Нанесение топпинга производится на свежеуложенный бетон. Желательно проводить упрочнение в два приёма. Первый слой наносится на еще влажный пол.

После того, как излишки воды впитаются в топпинг, можно разровнять его при помощи кельмы. После производится монтаж второго слоя.

Для повышения стойкости оба слоя топпинга поддаются механическому выравниванию до получения идеально ровной и гладкой поверхности.

Перед нанесением упрочняющей пропитки для бетонного пола настил должен быть очищен от пыли, грязи и масляных пятен. По сухой и чистой поверхности состав распределяется кистью или валиком. При интенсивном впитывании допускается повторное нанесение, но только после просыхания предыдущего слоя.

Все работы по укреплению минерального основания с помощью проникающих составов нужно проводить при температуре не ниже минус двадцати градусов по Цельсию. При среднем показателе температуры (от + 15 до + 20) время высыхания составляет 3-6 часов.

В результате применения пропиток и упрочнителей можно получить более крепкое минеральное основание, отличающееся повышенными показателями крепости и влагостойкости.

Кроме того, такие полы будут менее восприимчивы к воздействию химии и более привлекательны благодаря пусть и минимальным эстетическим свойствам, которые они приобретают при отделке данными составами.

Гидрофобная упрочняющая пропитка LiTec Pro

Гидрофобная упрочняющая пропитка LiTec Pro. Однокомпонентный состав, модифицированный 100% смолой Применяется при затирке свежеуложенного бетона упрочняя и обеспыливая. Для финишной стадии полировки бетона и камня. Для старых и слабых бетонов.

ОСОБЕННОСТИ

совместимость с топпинговыми полами
действия упрочнения в течении всего срока службы бетонного пола
превосходная ударная прочность
является оптимальным выбором для слабых бетонов и цементно-песчаных стяжек.
отличная адгезия и высокая прочность
легкость нанесения
проникает в основание на 6 мм.

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ

Перед применением хорошенько встряхните канистру. Нанесите пропитку при помощи распылителя. Затем равномерно распределите материал при помощи микрофибровой швабры или щетки. Избегайте образования луж. При использовании материала непосредственно при укладке бетона необходимо нанести равномерный слой с помощью распылителя перед финишной стадией обработки затирочной машиной и втирать лопастями машины до получения однородной сатиновой поверхности. Завершить процесс распылением второго (финишного) слоя с минимальным расходом, при необходимости распределить с помощью микрофибровой швабры или щетки. ВНИМАНИЕ! Во время нанесения материала поверхность становится скользкой.

СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ

Требования к основанию

ПОДГОТОВКА ОСНОВАНИЯ

Материал наносится только на чистое основание. Для этого необходимо поверхность пропылесосить и вымыть жидким нейтральным или слабощелочным моющим средством. После этого ополосните поверхность водой и дайте время высохнуть

УСЛОВИЯ НАНЕСЕНИЯ

Условия

Минимальная температура нанесения +5 С
Максимальная температура нанесения +30 С
Максимальная относительная влажность воздуха не более 80%

Пропитка «LiTec PRO», 20 л

Описание товара:

Упрочняющая пропитка LiTec PRO — гибридная эпоксидная смесь на водной основе, обеспечивающая комплексное воздействие на бетонные покрытия.

Область применения:

Пропитка обеспечивает обеспыливание промышленных полов, а также их упрочнение, которое действует на протяжении всего срока службы покрытия. LITec PRO прекрасно защищает обработанные поверхности от механических повреждений и химических воздействий, подходит для нанесения на бетонные топпинг-полы. Не имеет запаха, благодаря чему он является прекрасной альтернативой полиуретановым покрытиям.

Гидрофобная упрочняющая пропитка LITec PRO предназначена исключительно для нанесения распылителем. Во влажном состоянии материал приобретает коррозионную активность, поэтому при работе с ним рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты и в точности придерживаться правил обработки.

Применяется при затирке свежеуложенного бетона упрочняя и обеспыливая.
Для финишной стадии полировки бетона и камня.(технология полированный бетон)
Для старых и слабых бетонов.

Требования к основанию:

Основание должно быть сухое (не более 4% ост. влажности), ровное (не более 4мм на 2 метровой рейке), прочное (прочность на сжатие не менее 20 МПа (М 200), прочность на отрыв не менее 1,5 МПа), не иметь ослабленных участков, цементного молочка, дефектов и трещин. Материал наносится только на чистое основание. Для этого необходимо поверхность пропылесосить и вымыть жидким нейтральным или слабощелочным моющим средством. После этого ополосните поверхность водой и дайте время высохнуть

Купить Пропитка «LiTec PRO», 20 л в г. Краснодар.

Купить Пропитка «LiTec PRO», 20 л в г. Краснодар, ул. Уральская, д. 144, офис 313, 3-й этаж. Позвоните нам по телефону +7(861)203-00-23 и мы предложим вам хорошую цену. Нажмите кнопку купить, впишите номер телефона и мы перезвоним с предложением лучшей цены.

Упрочняющая пропитка для бетона

Пропитка для бетона: особенности полиуретановых, упрочняющих изделий

Виды пропитки для бетона глубокого проникновения

Главная » Грунтовки, пропитки » Виды пропитки для бетона глубокого проникновения

В отличие от простых грунтовочных смесей, они намного глубже проникают в бетонную структуру, укрепляя и защищая ее. Железобетонное основание приобретает повышенную прочность и устойчивость к износу.

Пропитки для бетонных изделий защищают поверхности от воздействия химических составов и неблагоприятного влияния атмосферных процессов (в том числе внутри помещений).

Вследствие их применения увеличивается стойкость поверхностей к механическому воздействию, на них не образуется пыль. Даже старые бетонные конструкции становятся прочнее.

Области применения

Грунтовки глубокого проникновения для бетона нужны в тех случаях, когда нагрузки на бетонную основу увеличиваются в разы, например, если это полы в местах скопления большого количества людей.

Более плотные типы бетона требуют глубокой пропитки, но жидкой по структуре, поскольку его поры настолько незначительные, что плотные смеси не могут глубоко просочиться. А для жидких это не составит большого труда. Они прекрасно просачиваются через поры вглубь, застывая и защищая материал изнутри.

Почти все защитные пропиточные смеси, проникая внутрь бетона и уплотняя его, также создают дополнительную прочность и всей конструкции. При необходимости улучшения свойств толстой стяжки применяется именно такой раствор.

Для вертикальных сооружений из бетона, например, стен, не требуется слишком глубоко проникающий водоотталкивающий состав, поскольку влага может пробраться лишь в наружные поры. Чтобы обезопасить такой материал, достаточно пленкообразующей защитной смеси.

Характеристики и виды пропитки для бетона глубокого проникновения

Пропитки имеют различные параметры и предназначения. Выбор производится в зависимости от типа обрабатываемой поверхности. Они бывают:

Выбирая проникающие пропитки, стоит внимательно рассмотреть их состав.

Упрочняющие пропитки

Эту группу разделяют еще на несколько подгрупп:

Флюатирующие глубокопроникающие пропитки

Это составы типа Элакор МБ-1, способные проникать вглубь и изменять структуру на химическом уровне, улучшая прочность бетонной конструкции.

Литиевые пропитки

Такие, как С2 Hard. Организуют нерастворимый гидроксид кальция в процессе проникновения в структуру бетона. Таким образом, бетонная основа делается более устойчивой к износам, высокой влажности и химическим составам.

Прекрасно подходят для устаревших оснований, после нанесения поверхность не нуждается в шлифовке и полировке.

Рекомендуем: Влагозащитная грунтовка для гидроизоляции стен, пола, потолков

Силикатные полимеры

Один из видов упрочняющей пропитки, типа Ашфорд Формула (Asford Formula), прочно проникающей в бетон и вступающей во взаимодействие с цементным камнем, после чего бетонная конструкция приобретает повышенную твердость и прочность.

Силикатные пропитки широко применяют в местах с высокой нагрузкой, таких как автомобильные стоянки, мостовые конструкции, пешеходные переходы. Поверхность обрабатывают единоразово, после чего повторная обработка не требуется.

Гидроизолирующие пропитки

Предназначены для предохранения железобетонных конструкций от скопления влаги, глубоко попадая в структуру бетона и создавая довольно плотную влагостойкую защитную пленку. Таким образом, основа не только защищена от воды, но и морозоустойчива.

Пропитки для бетона также классифицируют по составу, они бывают:

Органические

В основе органических составов лежат полиуретан, акриловые и эпоксидные смеси. Принцип их работы заключается в заполнении микропор. За счет этого поверхности сопротивляются агрессивной среде, приобретают водоотталкивающее свойство. Одновременно повышается прочность бетона.

Кроме того, органическая пропитка соединяет на поверхности цементную пыль, что обеспечивает защиту от износов и влияния химически активных веществ.

Такие полиуретановые составы имеют возможность в несколько раз глубже проникать в бетонное основание, при этом создавая бетонополимер на поверхности, что значительно повышает прочность, ударную устойчивость и износоустойчивость.

Положительные качества пропиток на основе эпоксидных смол:

высокий уровень прочности,
способность хорошо сопротивляться воздействию абразивов,
минимальная влагопроницаемость,
практически полное отсутствие усадки,
делают бетонный пол блестящим.

Хотя пропитки, изготовленные на основе эпоксидной смолы, не имеют такого минуса, как резкий запах в ходе отвердевания, к воздействию химических составов они менее устойчивы, как и к механическим воздействиям.

Пропитки на основе эпоксидной смолы обычно используются в помещениях, поскольку из-за воздействия солнечных лучей они становятся желтоватыми.

Неорганические пропитки

Меняют структуру бетона. При их использовании происходят химические реакции. В результате образуются соединения, которые обеспечивают инертность бетона к воздействию агрессивной среды.

Одновременно повышается его прочность и способность к образованию пыли. Бетон становится водоустойчивым.

Эффект, обеспечиваемый пропитками для бетона

Наибольшее распространение в настоящее время имеют пропитки органические. Они бывают акриловыми, полиуретановыми, эпоксидными.

Пропиточные составы, в основе которых используется акрил, при доступной цене имеют хорошие качества. Обработанный ими бетон не поддается воздействию хлоридов. Ему не страшна повышенная влажность. У него высокая стойкость на воздействие ультрафиолетового излучения. В течение эксплуатации не теряется цвет бетона.

Данные пропитки применяются для устранения образования пыли на бетонных полах, нагрузка на которые незначительна. Такой процесс повторяют через 2 – 3 года эксплуатации, поскольку долговечность составов на основе акрила не столь велика.

Рекомендуем: Виды алкидной грунтовки

Лучший эффект дают пропитки, изготовленные на основе полиуретана. Они также избавляют от пыли, обеспечивают инертность к химическим соединениям. Кроме того, эти пропитки существенно повышают прочность бетона и делают его влагонепроницаемым.

Глубина, на которую проникают такие пропитки, достигает шести миллиметров. Их можно использовать для пропитки бетонных стяжек, бетонной и метлахской плитки, кирпича.

Ограничениями являются условия, запрещающие использовать такие составы на открытых площадках без навесов, а также обязательное наличие гидроизоляции под бетоном.

Применение полиуретановых пропиток повышает прочность бетонных изделий. В восемь – десять раз возрастает сопротивление бетона к износу. Вдвое увеличивается его способность выдерживать ударные нагрузки.

Бетон становится водонепроницаемым и устойчивым к химическим соединениям. За счет исключения образования пыли уход за полами становится проще, внешний вид плоскостей становится эстетичным.

Коротко о некоторых популярных пропитках

К пропиткам, укрепляющим поверхность бетона, относится Ретроплейт. Она используется для обработки полов, дорог, тротуаров, взлетно-посадочных полос.

Пропиткой Протесил, относящейся к органическим, обрабатываются полы на крупных объектах. За счет этого бетон защищают от воздействия химических составов, улучшают его сопротивляемость к механическому воздействию. Эта пропитка проникает в бетон на глубину до 10 миллиметров.

В основе пропитки Монолит 20-М находится вода. Ее применение обеспечивает увеличение водонепроницаемости, избавляет от образования трещин. Бетон становится более износоустойчивым и невосприимчивым к органическим кислотам, а так же нефтепродуктам.

Хороший эффект обеспечивается пропиткой Аквастоун при защите полов, изготовленных из бетона, мозаичных, сохраняет цементно-песчаные стяжки.

Хорошим водоотталкивающим действием обладает Аквасол. Довольно эффективна Эпоксол. Положительно зарекомендовала себя и пропитка Ашфорд. Все они избавляют от пыли, укрепляют бетон, предохраняют его от воздействия агрессивных химических составов, повышают прочность.

Техника обработки

Перед нанесением смеси на бетонную основу необходимо тщательно отшлифовать, очистить ее от старого верхнего слоя, различных загрязнений и пыли.

Далее компоненты тщательно смешиваются при помощи строительного миксера (скорость 300-400 об/мин.). Приготовленная смесь должна быть использована в течение часа.

Пропитка наносится валиком с полиамидными волокнами в 2-3 слоя, в зависимости от впитывающих качеств бетонной основы. После того как нанесен первый слой, необходимо его просушить около 1,5 часов, затем можно приступить к нанесению второго слоя (время высыхания до 2,5 часов).

Слои наносятся до образования однородного блеска поверхности – если раствор применяется в качестве самостоятельного покрытия. Если же смесь используется как грунт, то поверхность должна приобрести однородный вид мокрого бетона.

Полиуретановая пропитка по бетону “ПОЛИУРЕТОН”

Пропитка для бетона ‒ это наиболее распространенный строительный материал, который используют для обработки бетонных полов.

Пропитка имеет уникальный состав, который позволяет ей быстро высыхать. Благодаря глубокому проникновению, поверхность становится прочнее и крепче.

Такая полиуретановая пропитка имеет главное отличие, а именно ‒ она может защитить любую поверхность. То есть, после нанесения пол будет влаго- и термостойким.

высокая степень герметизации,
отталкивает пыль и не собирает грязь,
имеет сопротивление к агрессивным химическим веществам,
бетонный пол, покрытый этим материалом, становится ударопрочным,
проникая глубоко в бетон, упрочняет его,
поверхность после того, как нанесена пропитка, становится нескользящей, поэтому безопасна для передвижения. Но внешний глянцевый блеск остается.

Основные параметры:

Такая пропитка увеличивает износостойкость покрытия в несколько раз.

Полиуретановая пропитка наносится на бетон в производственных и промышленных помещениях.

Таким образом, можно увеличить срок эксплуатации пола. Также ее можно наносить на пол на открытом воздухе под навесом. Например, это может быть бетонная напольная стяжка, мозаичный бетон, бетонная плитка.

Помимо производственных и промышленных помещений, пропитка для бетона применяется в гаражах, паркингах, торговых залах, морозильниках, холодильниках, а также на других объектах.

После того, как бетонная поверхность была обработана таким материалом, он приобретает другой внешний вид и свойства. Пропитка делает ее пылеотталкивающей, ударопрочной, износостойкой.

Полиуретановая пропитка, которой покрыли пол, имеет свои преимущества:

Ее можно использовать даже при низких температурах до -30°С.

Ею можно упрочнять бетонный пол даже с маркой ниже, чем М100.

Бетонная пропитка быстро сохнет, например, для однослойного покрытия достаточно 6 часов. Благодаря этому, сокращается общее время работы.

Бетонная жидкость наносится на основание после того, как прошел месяц со дня укладки бетона. При условии, если его отвердевание проходило при нормальных условиях. Влажность поверхности не должна превышать 5%.

Купить этот строительный материал можно в нашем интернет-магазине. Для этого существует кнопка «заказать». Если же возникнут вопросы, как купить дополнительные материалы, наши специалисты дадут исчерпывающие ответы.

Пропитки для бетона: разновидности и основные характеристики

Для повышения эксплуатационных качеств бетона, таких как прочность поверхностного слоя, стойкость к истиранию, воздействию агрессивных внешних сред, влиянию биологических факторов, используют различного рода пропитки. Пропитки для бетона, как правило, представляют собой жидкие составы, обладающие способностью глубоко проникать в структуру бетона, заполняя воздушные поры и микротрещины структуры материала.

Разновидности состава пропиток для бетона

По составу пропитки для этого строительного материала разделяются на два основных вида композиций: на органической и неорганической основе.

Составы на органической основе изготавливают из эпоксидной смолы, акрила, полиуретана. Действие этих пропиток заключается в заполнении пор бетона цепочками молекул, что обеспечивает полное обеспыливание бетонных элементов, устойчивость к воздействию влаги, химических веществ, способствует упрочнению в целом. Полиуретановая пропитка для бетона решает большинство задач, и при этом недорого стоит.
Действие неорганических пропиток основано на преобразовании растворимых соединений в нерастворимые. При этом происходит упрочнение поверхности и повышение устойчивости поверхностного слоя к химически агрессивным средам.

Пропитки отличаются от добавок для бетона тем, что ими обрабатывают уже готовые конструкции, а не добавляют при изготовлении бетонной смеси. Это качество важно при проведении ремонтных работ сочащихся поверхностей фундамента, необходимости обеспыливания полов производственных и складских помещений.

По своему назначению пропитки для бетона подразделяют на несколько основных групп: упрочняющие, обеспыливающие, гидрофобизирующие. Многие виды пропиток являются универсальными и способны обеспечить выполнение целого комплекса задач.

Поскольку действие пропитки представляет собой химическую реакцию, то полностью предсказать её последствия можно при наличии полной информации о химическом составе бетона и всех ингредиентов пропитки.

На практике это, как правило, невозможно. Поэтому перед закупкой большого количества пропиточных составов целесообразно провести тестовую обработку небольшого участка.

Если после высыхания не появятся белесые пятна, то можно приобретать весь объем материалов.

Упрочняющие пропитки для бетона

Основной особенностью упрочняющих пропиток является их полная впитываемость в материал без образования поверхностного слоя. Благодаря этому свойству пропитки не отслаиваются, обеспечивая хорошую изностойкость конструкции с полным её обеспыливанием.

К упрочняющим относят материалы, которые способны вступать в химическую реакцию с компонентами бетона с образованием химических соединений, естественным путем повышающих прочность структуры.

Изделия приобретают устойчивость к воздействию влаги, перепадам температур, химическому воздействию щелочных и кислотных сред. Эти защитные пропитки наносят на опоры, стены, потолки и другие элементы готовых конструкций.

Глубокая обработка пропиточными составами дает возможность повысить прочность поверхностного слоя бетона в два-три раза.

Новым решением задачи повышения свойств поверхностного слоя бетона является использование литиевых упрочняющих пропиток взамен традиционных, калийных и натриевых. Новые упрочнители гораздо эффективнее применявшихся ранее составов.

Пропитки на основе литиевых силикатов проникают в бетон на 1-5 мм, вступая в химическую реакцию с веществами, находящимися в поверхностном слое. Глубокое проникновение в структуру материала обусловлено малым размером молекул этого вещества.

Обработанный литиевыми пропитками бетон устойчив к воздействию влаги, абразивным истирающим воздействиям, не подвержен пылеобразованию.

Использование упрочняющих составов на основе лития исключает возможность возникновения побочной реакции – появления высолов. Эксплуатировать такие поверхности можно уже через полтора-два часа после нанесения состава.

Пропитки для обеспыливания бетона

Пропиточные составы для обеспыливания применяются для бетонных элементов различных производственных и складских помещений, лестниц и коридоров, выставочных и торговых центров, в гаражах и на стоянках. Такие пропитки одновременно выполняют упрочняющую и обеспыливающую роль.

Пропитки для обеспыливания могут использоваться в качестве подготовительного слоя для нанесения штукатурных смесей, окрашивающих составов, полимерных покрытий.

Действие обеспыливающих составов:

увеличение прочности и износостойкости,
устранение пылеобразования в процессе эксплуатации бетонных конструкций,
предохранение поверхностей от разрушения, защита от воздействия масел, щелочей и кислот,
отсутствие окрашивающего эффекта,
обработанная поверхность бетона проста в эксплуатации, уход за ней легкий и удобный.

Для придания поверхности антискользящих свойств перед нанесением пропиточных составов ее затирают кварцевым песком мелких фракций. Обработанные таким способом полы сохраняют все выше перечисленные качества и дополнительно приобретают крайне низкую истираемость.

Гидрофобизирующие пропитки

Действие водоотталкивающих пропиток для бетона основано на их проникновении во все микропоры и трещины бетона, что придает поверхностному слою высокую устойчивость к воздействию влаги.

Помимо защиты от капиллярного проникновения влаги в бетон, гидрофобные композиции на основе органических соединений способны защитить поверхность минеральных материалов от следующих факторов:

воздействия ультрафиолетовых лучей,
образования высолов,
появления трещин,
воздействия кислотных и солевых осадков,
разрушающего влияния грибков, плесени и других микроорганизмов.

Благодаря созданию преграды для проникновения влаги в структуру бетона, гидрофобизаторы способствуют повышению теплоизоляционных свойств и морозостойкости бетона.

Отличие проникающей гидроизоляции от традиционных гидроизоляционных материалов, например, битумных мастик или гидростеклоизола, заключается в возможности защитить бетонные и железобетонные конструкции изнутри сооружения. Это качество очень важно при проведении ремонтных работ подвалов, монолитных стен и других элементов.

На современном рынке строительных материалов представлено немало гидроизолирующих пропиток, для работы с которыми не нужно обращаться к услугам специалистов.

Наиболее эффективными являются водозащитные двухкомпонентные составы, разработанные для сооружения бассейнов и прочих гидротехнических сооружений. Однако эти пропитки имеют довольно высокую стоимость.

Способы нанесения пропиток на бетонные конструкции

Для получения максимального эффекта при нанесении пропиточных составов следует соблюдать несколько основных правил:

Перед нанесением пропиточного состава поверхность бетона необходимо очистить от пыли, грязи, старой краски.
Если бетонная конструкция является свежеизготовленной, то после её монтажа до нанесения пропиточного состава должно пройти не менее двух недель.
Температура воздуха при работах с пропитками должна быть не ниже +5°С и не более +40°С.
Сколы, трещины и другие значительные дефекты необходимо удалить способом сухой шлифовки.

Примерный расход пропиточного состава – один литр раствора на 5 м? поверхности бетонной конструкции. Пропорции могут колебаться в ту или иную сторону в зависимости от назначения и марки пропитки.

Обработка бетона пропиточными составами должна производится при наличии эффективной вентиляции на месте проведения работ и средств индивидуальной защиты у работников – очков, перчаток, респираторов.

Для обработки пропитками используют валик, которым на поверхность наносят два-три слоя состава.

После пропитки бетон должен отстояться около 10 часов или более, если за этот период поверхность полностью не высохла.

Использование самостоятельно изготовленных упрочняющих пропиток

Для осыпающихся бетонных поверхностей со значительными неровностями для упрочнения может использоваться жидкий раствор извести или цемента.

Вторым вариантом является обработка бетона жидким стеклом, которая служит для решения ряда задач:

укрепления выветрившихся участков бетонной поверхности,
повышения устойчивости бетона к влиянию влаги, дымовых газов, агрессивных сред,
получения антисептического эффекта.

Для обработки бетона изготавливают состав из жидкого калиевого стекла, разведенного с водой в пропорции 1:5. Жидкость наносится кистью или краскопультом.

Для получения максимального эффекта используют сочетание перечисленных выше двух способов:

первым этапом является обработка выветрившейся поверхности цементным или известковым раствором,
после высыхания поверхность пропитывают раствором жидкого стекла.

Использование средств для пропитки бетона дает возможность повысить устойчивость бетона к воздействию пресных и сточных вод, загрязненной атмосферы, термических колебаний, биологических организмов, сильных химически-агрессивных сред.

Полиуретановая пропитка для бетона | обеспыливание бетонного пола

ПУРАКОР-Пропитка — однокомпонентная грунтовка глубокого проникновения на полиуретановой основе, отличающаяся высокой текучестью и способностью впитываться в поры бетона на глубину 4-6 мм и более.

Полиуретановая пропитка ПУРАКОР-Пропитка предназначена для упрочнения полов с маркой бетона М100-М350, а также для грунтования старых бетонных, эпоксидных, полиуретановых полов при проведении ремонтных работ.

На низких марках бетонах ПУРАКОР-Пропитка работает как сильный упрочнитель. При этом сцепление с бетоном не зависит от его фактического впитывания. После полимеризации образуется химически стойкий слой с высокой механической прочностью. Полиуретановая пропитка успешно применяется на пыльных поверхностях, связывая пыль и укрепляя основание.

Сфера применения полиуретановой пропитки:

Производственные помещения, цеха, склады
Автосервисы, автомойки, гаражи, парковки
Помещения сельскохозяйственного назначения
Промышленные холодильники, хранилища

После обработки бетонных полов полиуретановой пропиткой поверхность становится однородной и глянцевой. При этом достигается эффект лакированного «мокрого» бетона. Поверхность, вследствие насыщения пропиткой, полностью обеспыливается, становится герметичной, то есть устойчивой к проникновению воды и других веществ.

Характеристики полиуретановой пропитки:

Высокая проникающая способность
Обеспыливание и упрочнение бетона
Герметизация (запечатывание пор в бетоне)
Стойкость к химическим реагентам, ГСМ
Температура эксплуатации: от -50 до +100 градусов
Быстрота применения (сохнет между слоями 3-6 ч)
Высокая адгезия к различным материалам (кирпич, камень, ацеид, металл, дерево и др.)

Полиуретановая пропитка ПУРАКОР-Пропитка наносится на очищенный сухой бетон с влажностью не более 5%. При нанесении на улице обязательно наличие гидроизоляции. ПУРАКОР-Пропитка наносится в 1-2 слоя валиком, кистью или распылением до полного закрывания пор в бетоне и образования однородной глянцевой пленки на поверхности.

Температурный режим нанесения: от +5 до +30 градусов и влажности не более 80%
Время высыхания между слоями при температуре +20 градусов: 3-6 ч
Расход: 0,15-0,25 кг/кв.м
Растворители: ксилол, ортоксилол, Р-4
Гарантийный срок хранения: 6 месяцев
Вес ведра: 20 кг

Полиуретановую пропитку хранить в прочно закрытой таре, при температуре от -30 до +30 градусов, предохраняя от воздействия прямых солнечных лучей и влаги. Не нагревать.

Полиуретановая пропитка

Полиуретановая пропитка — экономичный и эффективный способ защиты бетона, бетонного пола.

Расчет цены и количества материалов, стоимости работ:ЦЕНА — расчет

Для устройства полиуретановой пропитки используется материал — полиуретановый грунт для бетона Элакор-ПУ
(и для грунтовочного, и для лицевого слоя).

Полиуретановые пропитки предназначены для защиты бетонных поверхностей от механического и химического воздействия, для упрочнения, обеспыливания и герметизации бетонных полов.

При производстве работ ТэоХим дает гарантию на Полиуретановую пропитку бетонного пола – 5 лет.

Лицевой слой. «Элакор-ПУ» Грунт
Грунтовочный слой.»Элакор-ПУ» Грунт.

Глубина проникновения 2-4 мм.

Бетонное основание
(выравнивающая стяжка или плита)

Образец пропитки бетона
Пропитка бетонного пола на объекте
Ещё фото пропитки для бетона

Полиуретановая пропитка для бетона Элакор-ПУ может эксплуатироваться в помещениях и под навесом. На открытом воздухе может применяться только для поверхностей, имеющих гидроизоляцию, или для поверхностей, у которых отсутствует капиллярный подсос воды.

Пропитка для бетона наносится на любые минеральные капиллярно-пористые поверхности:

бетонные и пескоцементные стяжки до М350,
мозаичный бетон, брекчия,
бетонная плитка, метлахская плитка (не глянцевая), шифер (ацеид), кирпич.

Полиуретановая пропитка для бетона применяется на следующих объектах:

гаражи — паркинги, а/сервисы, а/мойки, склады, терминалы, выставочные и торговые залы,
производственные цеха, цеха мясо- и рыбопереработки, холодильники, морозильники,
объекты С/Х назначения: теплицы, птицефермы, инкубаторы, коровники, свинарники и т.п.

Полиуретановая пропитка бетонного пола Элакор-ПУ разрешена к применению:

на предприятиях пищевой промышленности, на предприятиях фармацевтической промышленности,
в жилищном строительстве, в детских и лечебно-профилактических учреждениях,
на предприятиях атомной энергетики (заключение НИКИМТ).

Результат обработки бетона полиуретановой пропиткой.

Внешний вид после обработки: однородная глянцевая поверхность, «лакированный мокрый бетон».

Верхний слой бетона насыщается полиуретаном и преобразуется в бетонополимер со следующими характеристиками:

Грунт для бетона обеспечивает полное обеспыливание поверхности.
Полная герметизация (гидроизоляция от внешних воздействий) поверхности.
Глубина полиуретановой пропитки – от 2 мм до 6 мм и более (может регулироваться в зависимости от задачи).
Условная марочная прочность – не менее М600 (независимо от начальной прочности).
Износостойкость повышается не менее чем в 10 раз.
Ударная вязкость (ударопрочность) повышается не менее чем в 2 раза.
Высокая Химическая Стойкость поверхности (см. таблицу Хим.Стойкости).
Поверхность не скользкая (даже мокрая).
Дополнительно пропитка для бетона обеспечивает хорошие декоративные свойства и простоту уборки бетонного пола.

Преимущества полиуретановой пропитки для бетона.

Полиуретановая пропитка для бетонного пола может наноситься при температуре от минус 30°С.
Можно упрочнять бетонные полы даже марок М100 и менее.
Короткая послойная сушка (3-6 ч) – короткие сроки работ.
После нанесения: через 1 сут — можно ходить, через 3сут — полная механическая нагрузка.
Простая технология нанесения грунта для бетона, недорогое оборудование, быстрый ввод в эксплуатацию – всё это обеспечивает высокую экономическую эффективность.

Ограничения при нанесении полиуретановой пропитки для бетона. Выдержка бетона после укладки до нанесения пропитки — не менее 28 сут при нормальных условиях твердения.

Влажность поверхности бетона — не более 5масс.%.

Пропитки для бетонного пола

Популярные пропитки для стяжки:

Пропитка для цементно-песчаных стяжек «АрмМикс Грунт Гидрофобный» — обеспыливающая и упрочняющая пропитка на акрил-силиконовой основе. Наносится кистью, валиком или распылителем на чистую и сухую поверхность полусухой стяжки, возрастом не менее 7 дней.

Повышает прочность верхнего слоя, глубоко проникает в стяжку и делает поверхность водоотталкивающей. При применении данной пропитки можно обойтись без дополнительной гидроизоляции стяжки. Минусом пропитки является плохая адгезия плиточного клея, краски, шпаклевки и т.д.

Поэтому пропитку рекомендуется наносить на стяжку под несвязанные со стяжкой поверхности — ламинат, паркет, линолеум, ковролин и т.д.

Пропитка для бетонных полов Монолит 20М — кремнийорганическая пропитка, значительно повышающая прочностные характеристики бетонного пола. В отличие от предыдущей пропитки, на поверхность, обработанную ей, можно клеить плитку и наносить краску — адгезию она не ухудшает.

Наносится также как и Гидрофобный кистью, валиком ли распылителем, для достижения должного эффекта в течение 40 минут с момента первого нанесения поверхность стяжки поддерживается во влажном состоянии.

Расход пропитки по полусухой стяжке — 1 литр на площадь от 2 до 3 квадратных метров.

Обеспыливание пропитывающими составами:

С точки зрения самостоятельного проведения работ, такая технология – самая простая. Тем не менее, она показывает неплохие результаты, особенно в сочетании с другими методами обеспыливания.

Суть заключается во внесении в пористую структуру бетона специальных пропиток различного типа действия — минеральных или полимерных (органических).

Минеральные составы (флюаты) вызывают в верхних слоях бетона химические реакции, нейтрализующие свободные компоненты и создающие дополнительные нерастворимые кристаллические стекловидные связи, которые, переплетаясь с кристаллической решеткой цемента, дают высокопрочную и не пылящую поверхность.

Современные минеральные пропитки делают на базе поли силиката лития. Они проникают даже в мельчайшие поры, а процессы химических преобразований занимают всего 10-15 дней. Одной пропитки достаточно на весь период эксплуатации стяжки, при этом внесение состава не требует никаких усилий, втираний и промывки поверхности.

Органические пропитки заполняют поры бетона полимерными молекулярными цепочками, создавая дополнительные связи в толще материала и повышая его прочность и износостойкость.

Виды пропиток для бетонного пола:

Акриловые – применяются на полах, где не предусматриваются большие нагрузки, или поверхность будет закрываться напольным покрытием. Можно их применять и для временного (на 1-2 года) обеспыливания пола.
Полиуретановые – более универсальные и долговечные. Придают поверхности дополнительные водоотталкивающие качества. Недостаток – сильный неприятный запах в процессе нанесения и полимеризации.
Эпоксидные – довольно дорогостоящие, но очень надежные и долговечные. Часто применяются там, где пропитки с резким запахом применить нельзя (например, при проведении ремонта в одной из комнат квартиры или дома).

Силикатная пропитка:

Выбор типа пропитки зависит от нескольких факторов. Необходимо принимать во внимание качество поверхности, марку бетона, условия нанесения (влажность обрабатываемой основы, температуру нанесения и полимеризации состава) и условия эксплуатации пола.

Одной из самых популярных является силикатная обеспыливающая пропитка Antidust. Её особенность в том, что состав не создаёт на поверхности бетонного пола собственной плёнки. Упрочнение происходит за счёт глубокого проникновения материала непосредственно в саму структуру бетона и связывания присутствующих там солей, шлаков и иных частиц.

Происходит скрепление компонентов бетона примерно такими же связями, какие имеются в его собственной кристаллической решётке. В результате повышаются плотность и твёрдость, происходит герметизация поверхности на весь срок службы. В процессе эксплуатации такие полы приобретают бархатный блеск и элегантный вид.

Чем больше пол эксплуатируется, тем он лучше выглядит, поверхность как бы полируется.

Сама силикатная пропитка имеет водную основу, поэтому избыточная влажность стяжки ей не помеха. Однако это накладывает и определённые ограничения на температурный диапазон во время использования и в период набора прочности бетона.

Температура нанесения силикатного состава должна быть не ниже +5С (наиболее активна пропитка пртемпературе не ниже +10С). Набор бетоном прочности (14 дней) также должен происходить при положительных температурах.

Необходимым условием также является наличие в теле бетона необходимой концентрации цементного связующего, соответствующей марке бетона не ниже М200 (класс B15).

Дело в том, что пропитка использует их для создания сплошной кристаллической решётки и в случае недостатка компонентов эффективность обработки резко снижается. Наиболее эффективен Антидаст при работе со свежеуложенными бетонными полами.

Полиуретановая пропитка:

Полиуретановый состав (например, пропитка VL-Floor) создаёт на поверхности бетона особый слой, кардинально отличающийся от той структуры, которую создаёт пропитка силикатным материалом. Марка бетона здесь уже не имеет такого значения.

Полиуретановая пропитка представляет собой однокомпонентный высокодисперсный материал и предназначена для обработки и упрочнения пористых и слабых бетонных оснований, предотвращения пылеобразования, грунтования стяжек перед укладкой декоративных напольных покрытий и рулонной гидроизоляции.

Состав прост в применении, обладает отличной адгезией к любым бетонным поверхностям, быстро полимеризуется.

Проникая вглубь структуры бетона, пропитка взаимодействует с атмосферной влагой и полимеризуется, образуя прочный полимербетонный слой. Такое покрытие эластично и выдерживает небольшие подвижки основания, морозостойко и невосприимчиво к длительному воздействию воды.

Глубина проникновения полиуретана зависит от открытости пор бетона и текучести состава. В слабых пористых бетонных основаниях материал способен проникнуть на достаточно большую глубину. Чем выше температура, тем выше текучесть пропитки и её проникающая способность.

Но даже и низкие отрицательные температуры не мешают материалу проникать вглубь бетона на необходимую для обеспечения требуемых качеств глубину.

Поскольку основным связующим веществом является однокомпонентный полиуретан (при его взаимодействии с водой образуется непрочная полиуретановая пена), главным ограничением по применению такой пропитки является влажность бетона (не более 5%).

Эпоксидная пропитка:

Связующим в двухкомпонентной эпоксидной пропитке на водной основе WB-Floor является эпоксидная смола.

При взаимодействии состава с бетоном образуется механически прочное и химически стойкое полимербетонное соединение. Раз пропитка на водной основе, то и влажность бетона большого значения не имеет.

Это простой в использовании водорастворимый материал, который имеет исключительно высокую адгезию ко всем видам оснований.

В верхней части покрытия создается обладающий уникальными характеристиками слой.

Он способен в десятки раз увеличить прочность слабых бетонов, поверхность пола становится химически стойкой и абсолютно невосприимчивой к влаге, держит даже отрицательное гидростатическое давление.

Основные ограничения накладывает температура. Нанесение материала и его полная полимеризация должны происходить при положительных температурах.

Технология обработки:

Затирается поверхность полусухой стяжки с фиброволокном при помощи лопастных затирочных машин, в обиходе ещё называемых «вертолётами». Использование подобной технологии позволяет достигнуть практически идеального, почти «зеркального» качества поверхности. Прекращается процесс затирки при таком наборе прочности, когда следов от лопастей машины уже не остаётся.

Как правило, силикатная пропитка наносится на поверхность бетонного пола на следующий день после затирки. Такая пауза позволяет освободить поры от излишней влаги. Но нанесение пропитки возможно и в день затирки.

Процесс обработки бетонного пола силикатной пропиткой происходит в течение 40-60 минут. Всё это время состав должен быть жидким. Если на каком-либо участке появляются признаки высыхания пропитки, материал разбавляют тёплой водой.

Вода наносится путём полива или разбрызгивания и затем перемешивается с остатками материала щеткой или раклей.

Такая технология обеспечивает гарантированно глубокое проникновение пропитки в структуру бетона. Остатки материала собираются при помощи резиновой ракли и удаляются с поверхности пола через 20 минут.

Сам по себе удаленный состав является рабочим и вполне пригодным к дальнейшему использованию. Эксплуатацию обработанного пропиткой нового бетонного пола можно начинать только после набора бетоном значительной прочности.

В реальных условиях этот период зависит как от состава бетонной смеси, так и внешних условий.

Подготовка к нанесению пропитки поверхности старых бетонных полов происходит по следующему алгоритму. Основание должно быть химически нейтральным, ровным, очищенным от пыли и посторонних частиц.

Если существуют жёсткие требования по ровности и гладкости, производится шлифовка существующего бетонного основания.

Помимо выравнивания поверхности шлифовка позволяет вскрыть все поры бетона, удалить наиболее поврежденный верхний слой и глубоко въевшиеся загрязнения. Все трещины, раковины, сколы предварительно шпатлюются.

Максимальная влажность бетона при обработке полиуретановой пропиткой не должна превышать 5%, более высокая может негативно повлиять на конечный результат. Свежеуложенный пол необходимо выдержать 28 дней.

Сам материал полностью готов к применению и наносится на поверхность кистью или валиком. Для достижения наилучшего результата температура в период нанесения и полимеризации состава должна быть +10+30C.

Эпоксидная пропитка представляет собой двухкомпонентный состав. Непосредственно перед использованием компоненты смешиваются в указанных пропорциях, после чего в эту смесь добавляется 30-50% воды.

Если бетонное основание достаточно плотное, с целью получения более текучей пропитки, способной проникать в плотные основания, воды добавляется больше (до 50% массы замеса). В случае слабого бетона возможно использование пропитки более густой консистенции.

Тут важно не перестараться, иначе после полимеризации при слабом проникновении материала возможно отслоение верхнего слоя от плохо пропитанной основы. Эпоксидная пропитка наносится на поверхность вручную (кистью, валиком) или с помощью безвоздушного распылителя.

В результате применения укрепляющих пропиток бетонный пол становится стойким к износу и различным внешним воздействиям. Получившаяся монолитная бетонная основа в отличие от тонких покрытий имеет достаточно длительный срок жизни.

Пропитки для бетонного пола г. Москва «Экспресс Пол» 2006 – 2018.г Стяжка пола — без выходных с 9:00 до 21:00 ЗАКАЗАТЬ СТЯЖКУ

Армирование полусухой стяжки

Для достижения максимального эффекта рекомендовано выполнять стяжку на заранее уложенное…

Стяжки для пола из полистиролбетонной смеси, которая подходит для утепления цокольных…

В современном строительстве альтернативой сухой и мокрой стяжке, привычной всем, является…

Стальная сетка для стяжки

Назначение стальной сетки в стяжке — сопротивление на изгиб при статичных и динамических…

Фотоотчет по выполненной работе устройство механизированной полусухой стяжки в Москве, работы…

Фотоотчет устройство механизированной полусухой стяжки в Щербинке Московской области, работы…

Фотоотчет по выполненной работе устройство механизированной полусухой стяжки. Выполнены работы…

Фотоотчет по выполненной работе устройство механизированной полусухой стяжки в гараже загородного…

Фотоотчет по выполненной работе устройство полусухой стяжки при помощи переносного растворосмесителя.…

Работы по устройству полусухой стяжки в новостройке по адресу поселок Заречье, Зареченская…

Проведены работы по устройству полусухой стяжки ручным полумеханизированным способом в старом…

Выполнены работы по устройству разноуровневой механизированной полусухой стяжки пола прочностью…

Выполнена полусухая стяжка по слою шумоизоляции шумостоп С2 с дополнительным армированием стальной…

Пропитка для бетона от влаги

Главная|Строительство|Пропитка для бетона от влаги

Дата: 23 мая 2017

Бетон, применяемый при строительстве зданий, обладает множеством преимуществ. Однако технологичный и недорогой материал, обладающий повышенной прочностью, имеет существенный недостаток – пористую структуру.

Эта особенность ограничивает срок эксплуатации монолита, который нуждается в надежной защите. Для защиты бетонных изделий и повышения технико-эксплуатационных характеристик применяется пропитка для бетона от воды.

В конструкциях промышленного назначения, а также при выполнении ремонтных работ в жилых помещениях применяются добавки в бетон для водонепроницаемости. Они защищают массив от проникновения влаги, сохраняют при этом его свойства и прочностные характеристики.

Такие добавки можно вводить, изготавливая бетон своими руками. Однако более эффективна и экономически целесообразна пропитка бетона. Рассмотрим детально, что собой представляет и как производится гидроизоляция, а также определимся, какой лучше использовать состав.

Одним из распространенных способов защиты можно считать заблаговременное создание устойчивого к влаге бетонированного изделия или сооружения (первичная защита)

Необходимость гидроизоляции

Защита бетонного массива от проникновения влаги является главной задачей при возведении и эксплуатации конструкций. Гидроизоляция защищает монолит от негативных факторов:

Проникновения вглубь массива воды, которая при замерзании вызывает разрушение.
Впитывания агрессивных веществ (растворов кислот, щелочных составов, солей), содержащихся в воде.

Пропитка бетона представляет жидкий состав, в котором присутствуют клеящие компоненты, формирующие водонепроницаемый слой. Наличие микроскопических пор на поверхности бетонного массива является причиной следующих недостатков железобетонных изделий:

пониженной гидрофобности,
недостаточной прочности.

Используя влагостойкий состав, можно легко превратить ячеистую структуру массива в водонепроницаемый монолит. Потребность в этом возникает при строительстве монолитных конструкций, возведении несущих стен, постройке фундаментов зданий, активно контактирующих с водой.

Проникающая гидроизоляция бетона представляет собой удобный способ защиты бетонированных конструкций от влаги

Гидроизоляция производится с целью:

Предотвращения попадания вглубь массива химических веществ и влаги.
Увеличения прочности основы.
Повышения износостойкости бетонной стяжки.
Улучшения товарного вида пола.
Обновления интенсивно эксплуатирующихся конструкций.
Герметизации основы с целью обеспыливания.
Увеличения ресурса эксплуатации железобетонных сооружений

Пропитка для бетона от воды – сфера применения

Влагостойкий состав применяется для обработки оснований зданий, элементов конструкций, внешних и внутренних стен, а также бетонных полов при благоустройстве и строительстве следующих объектов:

автомобильных парковок,
залов торговых комплексов,
выставочных центров,
предприятий автомобильного сервиса,
моек автомобилей,
цехов производственных предприятий,
жилых и административных сооружений,
помещений животноводческих предприятий.

Тип грунтовочной смеси подбирается индивидуально в зависимости от особенностей обрабатываемой поверхности и требуемого эффекта.

Проникающая гидроизоляция является системой защиты бетона от воды и агрессивных сред

Классификация

Пропитка для бетона от воды классифицируется в зависимости от химического состава:

Грунты органического происхождения.
Смеси на основе неорганических модификаторов.

Основой органических грунтовок являются составы, содержащие:

эпоксидные смолы,
полиуретановые добавки,
акриловый наполнитель.

Их эффективность обеспечивает связующий компонент, который заполняя бетонные поры, формирует влагостойкий слой. Органическая грунтовка обеспыливает и повышает прочностные характеристики основы.

Самым эффективным из поверхностной гидроизоляции считается гидрофобизатор

Влагостойкий грунт – разновидности

Добавки в бетон для водонепроницаемости отличаются по своему назначению:

Грунтовки, повышающие прочность основы. Они основаны на силикатных соединениях. Состав, глубоко впитываясь в массив, изменяет его структуру. Повышенная износостойкость обеспечивается адгезией грунтующей смеси с основой, что повышает износоустойчивость поверхности и обеспыливает ее. Отслоение глубоко проникающего в структуру массива упрочняющего покрытия практически невозможно. Грунтующей смесью поэтапно покрывается пол помещения, опорные конструкции, потолочное перекрытие и стены. Применение составов на базе силиката лития повышает стойкость поверхности к истирающим нагрузкам, повышенной влажности, затрудняет образование пыли. Эксплуатация обработанных поверхностей может производиться через 1-2 часа после нанесения грунта.
Водоотталкивающие составы. Содержат гидрофобизирующие добавки, проникающие в поры и глубокие трещины. Наряду с защитой от проникновения воды, состав защищает от появления плесени, развития микроорганизмов, растрескивания, воздействия ультрафиолета и появления солевых пятен. Наружная обработка бетонной поверхности повышает теплоизоляционные характеристики и устойчивость железобетона к воздействию отрицательных температур. Гидрофобизатор для бетона обеспечивает эффективную защиту внутри помещения. Однако, применяя гидрофобизатор для бетона, нельзя надежно защитить основание здания от впитывания влаги из грунта. На рынке предлагаются двухкомпонентные пропитки, обеспечивающие высокую эффективность гидроизоляции при строительстве гидротехнических объектов.

Для нанесения не потребуется дополнительных мастик и клеящих растворов, не нужно устанавливать крепежное оборудование

Обеспыливающие растворы. Пропитка бетона для обеспыливания востребована при сооружении различных объектов. До начала обработки полимерным грунтом следует выполнить обеспыливание поверхности пола, стен или потолка. Грунт, затрудняющий образование пыли, проникает в основу на 4–6 мм. Он надежно защищает ее от разрушения при механическом воздействии, влиянии кислотной и щелочной среды. Состав повышает износостойкость основания, увеличивает срок эксплуатации. Отсутствие необходимости в специальном уходе является одним из главных достоинств обработанной поверхности.

Окрашивающие смеси для покрытия. Использование обычных лакокрасочных материалов не дает желаемого эффекта. Покрытие постепенно отслаивается и растрескивается при эксплуатации. Такая поверхность недолговечна, требует периодического обновления. Глубина проникновения в бетонный массив цветных пропиток составляет порядка трех миллиметров, что обеспечивает сохранение цветовой гаммы на протяжении длительного периода независимо от интенсивности истирающего воздействия. После применения окрашивающей смеси требуется нанесение водоотталкивающего грунта.

Советы по выбору бетонной пропитки

Выбирая пропитку, обратите внимание на следующие моменты:

смеси для химического упрочнения на силикатной основе позволяют при минимальных затратах обеспечить эффективное обеспыливание, а также интенсивную эксплуатацию напольного покрытия,
полимерные составы на базе эпоксидных наполнителей целесообразно использовать при воздействии агрессивных сред на покрытие и с целью обеспечения товарного вида основания.

При выборе материала для проведения поверхностной гидроизоляции следует учитывать условия ее эксплуатации и особенности бетонной конструкции

Общие требования к гидроизоляции и упрочнению

Выполняя работы, обратите внимание на следующие моменты:

Составы наносятся на предварительно высушенную основу.
Рекомендуемая температура в помещении для выполнения работ 20–25 °C.
Обрабатываемая поверхность должна иметь температуру более 10 °C.
Целесообразно до гидроизоляции выполнить абразивную затирку основания.
Не допускаются отслоения и растрескивания на основании.
Применение индивидуальных средств защиты является обязательным.

Необходимые приспособления

Для выполнения работ по упрочнению и гидравлической изоляции потребуется:

Используемые для выполнения работ приспособления должны обладать повышенной устойчивостью к воздействию растворителей.

Пропитка бетона — технология нанесения

Производите самостоятельное упрочнение поверхности следующим образом:

Подготовьте грунтовочную смесь и рабочие инструменты.
Произведите подготовку поверхности путем удаления отслоений и шлифовки основы.
Размешайте требуемый объем смеси, руководствуясь рекомендациями изготовителя.
Покройте основу равномерным слоем пропитки.
Нанесите второй слой после полного высыхания предыдущего.

Водонепроницаемый слой высохнет через 10–16 часов.

Используя добавки в бетон для водонепроницаемости, можно обеспечить надежную и долговременную защиту поверхности от влаги. Применяйте пропитки проверенных производителей. При необходимости, проконсультируйтесь со специалистами.

Упрочнение и пропитка бетона. Упрочняющая пропитка бетонного пола

Свеже устроенные бетонные полы обладают низкой объемной и поверхностной прочностью. Эти факторы вместе с использованием неправильной технологии устройства и превышения проектных нагрузок, ведёт к хрупкости бетонного покрытия, но самое основное – это к пылению своей поверхности и разрушению бетона. Поэтому , если не упрочнять бетон разными составами, со временем пол начинает активно пылить. Этот процесс как известно является абсолютно нежелательным для большинства предприятий, складских комплексов, включая заводы и другие производственные помещения.

Упрочняющая пропитка бетона рекомендована для устройства экономически выгодных и беспыльных бетонных полов, для производственных цехов, наружных и внутренних площадок складов, торговых центров, гаражей, рынков, автостоянок и прочих промышленных объектов с повышенной транспортной и пешеходной нагрузкой.

Для обеспечения обеспыливания полов одновременно с их многократным упрочнением, производится пропитка бетонного покрытия полимерными составами – полиуретановой или эпоксидной смолой. Глубина проникновения пропитки в бетон составляет порядка 5 — 7 мм.

Результат применения упрочняющей пропитки:

Через 3 — 5 дней , пол станет полностью обеспыленным, плотным и твердым.
Поверхность пола может быть отбеленной , иметь некоторый глянец или быть матовой . Пол не будет блестеть если он имеет грубую текстурную поверхность.
Поверхность приобретёт надлежащую герметичность в течение одного месяца, а ещё через пару месяцев устраиваемый пол приобретает дополнительно ещё и химическую стойкость. В первые шесть месяцев на поверхности могут оставаться пятна от различных органических загрязнений, они с помощью жидких обычных чистящих средств легко очистятся . Состав пропитки выталкивает разные загрязнения на поверхность бетона, это значительно облегчает их быстрое удаление.
при нормальной эксплуатации, через 3 — 5 месяцев на эксплуатируемой поверхности , участки поверхности пола должны иметь бархатный блеск.
Поверхность становится очень прочной — бронированной. Любые жидкие материалы попадающие на поверхность не смогут проникать через поверхность.

На складе компании Ремстрой в наличии большой выбор качественных материалов для упрочнения бетона или бетонного пола по выгодным ценам. Наши квалифицированные специалисты дадут Вам полные точные обоснования, рекомендации и консультации по используемой на практике технологии, выберут для Вас оптимальный качественный материал по выгодной цене, рассчитают расход материала для производства работ своими руками или обеспечат процесс работы профессиональной технической поддержкой или шеф монтажом.

Ашфорд Формула — натриевая пропитка для бетона

Вадим

Характеристика материала

Упрочняющая и обеспыливающая пропитка Ашфорд Формула для бетонных полов

Представляет собой химически активную жидкую пропитку для бетона, предназначенную для защиты, обеспыливания, упрочнения и герметизации бетонных полов. Ашфорд Формула имеет более, чем 60-летнюю историю применения (разработана в 1949 году).

Преимущества пропитки

Снижение влагопоглощения. Ашфорд Формула уплотняет бетон, снижая впитываемость различных жидкостей.
Гарантия 20 лет на беспыльность. Производитель Ашфорд Формула гарантирует беспыльность бетонных полов до 20 лет.
Увеличение абразивной стойкости. Обработанный бетон отличается повышенной стойкостью к истирающим нагрузкам (до 32%).
Уход за свежим бетоном. Нанесение пропитки снижает кинетику испарения влаги в период набора прочности, тем самым снижая трещинообразование.
Обеспыливание. Пропитка связывает соли бетона, превращая их в нерастворимые соединения.
Снижение расходов на уборку. Благодаря уплотнению бетона, он менее подвержен загрязнениям, и легче поддаётся уборке.
Блеск. Обработанные полы приобретают блеск, и чем интенсивнее движение, тем быстрее.
Рекомендуется в системах полированных бетонов

Ашфорд Формула рекомендуется для устройства экономичных бетонных полов внутренних и наружных площадок складов, производственных цехов, гаражей, автостоянок, торговых центров, рынков и других объектов с повышенной пешеходной и транспортной нагрузкой.

Ашфорд Формула наносится как на свежеуложенный, так и на сухой бетон 1 раз на весь срок службы бетона. Ашфорд Формулане образует на поверхности пленки, подверженной истиранию. Нанесение Ашфорд Формула на механически гладко затертую поверхность бетонного основания позволяет получить пол, который не только не пылит, но и по мере эксплуатации приобретает мягкий «бархатный» блеск.

Рекомендуется к применению в системах полировки бетона.

ЗАЩИТА БЕТОНА

Ашфорд Формула эффективно защищает свежеуложенный бетон в период набора прочности, сводит образование трещин к минимуму и обеспечивает повышенную прочность бетона.

Техническая информация

Абразивная стойкость
Стандарт ASTM C 779 — глубина износа	Увеличение на 32,7% в течение 30 мин
Стандарт DIN 52 108 — абразивная стойкость по Беме	Увеличение на 50% (7,55см3/50см3 при стандарте 15см3/50см3)
Истираемость по ГОСТ 13087-81	Уменьшение на 14% (0,7 гр/см2)
Стабилизация бетона
Потеря влаги в течение первых 24 час	Уменьшение на 30%
Через 3 суток	Уменьшение на 27%
Через 7 суток	Уменьшение на 21%
Кинетика испарения воды по СНиП 3.04.01-87
Через 3 суток	Уменьшение на 21,6%
Через 7 суток	Уменьшение на 58,5%
Твердость
Прочность на сжатие
Стандарт ASTM C39
Через 7 суток	Увеличение на 40%
Через 28 суток	Увеличение на 38%
Предел прочности при сжатии по ГОСТ 10180-90	Увеличение на 31%
Ударная прочность
Стандарт ASTM C 805. Молоток Шмидта	Увеличение на 13,3%
Стойкость покрытий полов к ударным воздействиям, кг с высоты 1м. ГОСТ 30353-90	Увеличение на 200%
Водопроницаемость
При давлении водяного столба 20 кПа на площади 31,2 см2	0,07 мм/час (т.е. влага не проникает через поверхность бетона)
Стандарт DIN 1048 при давлении 500 кПа на площадь 176 см2	Уменьшение на 85% (0,1 мм/час при стандарте 0,7 мм/час)
Трение
Стандарт ASTM C-1028	Поверхность нескользкая
Коэффициент трения	0,86 на сухом бетоне, 0,69 – на мокром
Климатическая стойкость
Стандарт ASTM G 23	УФ излучение и распыление воды не оказывают действия на обработанный бетон
Морозостойкость
Потеря материала после 32 циклов замораживания/оттаивания в солевом растворе	Уменьшение на 88,2% (177,3 г/м2 при стандар

Повышение эксплуатационных свойств бетона

Ашфорд Формулапредставитель концепции химического упрочнения поверхности. Проникая в верхний слой бетона Ашфорд Формула реагирует с компонентами/составляющими цементного камня с образованием веществ, которые обладают повышенной твердостью и по структуре напоминают минералы цементного камня.

Обеспыливание бетона: Поскольку именно разрушающийся в процессе эксплуатации цементный камень приводит к образованию пыли, поверхность бетонного пола после обработки пропиткой полностью обеспыливается.

Упрочнение и увеличение абразивной стойкости: Новообразования способствуют образованию дополнительных химических связей в матрице бетона. Увеличиваются прочность, износостойкость, ударная вязкость бетона.

Герметизация бетона: За счёт того, что капиллярные поры бетона «зарастают» новообразованиями, значительно уменьшается проникновение влаги и химических веществ в тело бетона

Ограничения: Ашфорд Формула не эффективна на бетоне марки ниже М300 (В22,5) и неэффективна на цементно-песчаных стяжках.

Расход: 0,14-0,35 л/м2 в зависимости от свойств поверхности бетонного пола (пористость, шероховатость и т.п.).

Результаты применения

Пол должен быть плотным, твердым, обеспыленным.

Поверхность пола будет матовой или иметь небольшой глянец.

Рекомендации по уходу: Для ухода за полом рекомендуется применять влажную уборку c использованием моющего средства Crete Clean Plus™ (не ранее 14 дней после обработки бетона Ашфорд Формула).

Срок хранения: 2 года в герметичной упаковке.

Перед использованием перемешать. Хранить при температуре выше 0°С. После разморозки материал восстанавливает свои свойства.

Упаковка: Пластмассовая бочка 208 литров, канистры 10л, 20л.

объясненных процессов: пропитка смолой и уплотнение горячего штампа

объяснение процессов: пропитка смолой и уплотнение горячего штампа | Прессованные металлы Atlas

Ваш браузер устарел.

В настоящее время вы используете Internet Explorer 7/8/9, который не поддерживается нашим сайтом. Для максимального удобства используйте один из последних браузеров.

Хром
Firefox
Internet Explorer Edge
Safari

Закрыть Дом Блог Объяснение процессов: пропитка смолой и уплотнение в горячем штампе

Каковы причины использования смолы для пропитки детали?

Смолой

пропитывают деталь по нескольким причинам.Смола позволяет запечатать деталь, поэтому ее можно использовать в приложениях, работающих под давлением, таких как сопротивление воздуху или гидравлическому давлению. Та же самая герметизирующая функция предотвращает впитывание жидкостей в поры детали, будь то линия нанесения покрытия, линия окраски или в области защиты окружающей среды. Дополнительным преимуществом является то, что смола действует как добавка для механической обработки, увеличивая срок службы инструмента на детали, которую необходимо обработать для придания чистой формы. Во всех этих случаях смола остается стабильной примерно до 400 °.

Каковы преимущества или цели горячего прессования в штампе?

Мы должны начать с описания того, что означает горячее прессование в штампе. Формовочная оснастка нагревается до температуры чуть ниже 220 ° F / 104 ° C. Затем в полость подается неотогретый порошок. Из-за температуры инструментов и трения между частицами, которое имеет место во время уплотнения, сухая смазка, присутствующая в порошковой смеси, переходит в жидкую фазу. Уплотнение жидкой смазкой позволяет нам использовать материал с меньшим количеством смазки, что улучшает движение частиц во время уплотнения и способствует выталкиванию детали.

Основное влияние, которое процесс горячего прессования в штампе оказывает на отформованный компонент, заключается в том, что он позволяет прессовать деталь до более высокой плотности, что может сделать компонент более прочным.

Дополнительным преимуществом является то, что горячее прессование в штампе нагревает порошок, что может помочь снизить тоннаж, необходимый для прессования детали.

Таким образом, в тех случаях, когда размеры пресса выходят за пределы ограничений или когда инструмент подвергается напряжению, нагревание фактически облегчает формование детали.

Пропитка микрокристаллическим воском для улучшения стабильности размеров и твердости поверхности розового дерева :: BioResources

Ли, Ю., Ли, X., Хуанг, Q., Ву, Ю., Ли, X., и Чен, З. (2015). «Пропитка микрокристаллическим воском для улучшения стабильности размеров и твердости поверхности розового дерева», BioRes . 10 (3), 5994-6000.

Abstract

Образцы высушенного на воздухе розового дерева ( Aniba rosaeodora ) размером 50 мм (длина), 50 мм (ширина) и 20 мм (толщина) были предварительно обработаны NaOH для увеличения их проницаемости.Затем образцы пропитывали микрокристаллическим воском при температуре 100 ° C для получения различного прироста веса за четыре продолжительности обработки. После пропитки измеряли степень набухания и усадки, а также твердость поверхности розового дерева. Результаты показали, что по сравнению с необработанными образцами степень линейного набухания, объемная степень набухания и степень линейной усадки импрегнированных образцов снизились на 75,23%, 59,85% и 80,70% соответственно, а поверхностная твердость обработанных образцов увеличилась. на 43.36%. Пропитка воском значительно повысила стабильность размеров и твердость поверхности палисандра.

Скачать PDF

Полная статья

Пропитка микрокристаллическим воском для улучшения стабильности размеров и твердости поверхности розового дерева

Yun Li, ^a Xianjun Li, ^a, * Qiongtao Huang, ^b Yiqiang Wu, ^a Xingong Li, ^a и Zhangjing Chen ^c

Ключевые слова: стабильность размеров; Пропитка; Микрокристаллический воск; Твердость поверхности; Степень набухания и усадки

Контактная информация: a: Колледж материаловедения и инженерии, Центральный Южный университет лесного хозяйства и технологий, Чанша 410004, Хунань, Китай; b: Yihua Timber Industry, Yihua Enterprise (group) Co., Ltd., Шаньтоу, 515834, Гуандун, Китай; c: Департамент устойчивых биоматериалов, Технологический университет Вирджинии, Блэксбург, VA24061, США; * Автор, ответственный за переписку: lxjmu @ 163.com

ВВЕДЕНИЕ

Древесина — это натуральный полимер, состоящий из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Благодаря наличию в полимере большого количества гидроксильных групп он проявляет способность к абсорбции и десорбции воды. Такие дефекты, как коробление и проверка, могут возникнуть, если древесина использовалась в среде с большими колебаниями относительной влажности. Эти дефекты сокращают срок службы изделий из дерева.

Чтобы улучшить стабильность размеров и долговечность, древесина была модифицирована многими способами (Fadl and Basta 2005; Nicholson and Hoffman 2006; Park and Wilderman 2010).Эти методы можно разделить на два основных типа: химическая модификация и физическая модификация (Avramidis et al .2011). Химическая модификация включает пропитку древесины полимерами, смолами или другими химическими веществами для заполнения пустот в древесине, даже иногда вызывая химические реакции внутри древесины. Химическая модификация древесины позволяет добиться хороших результатов в стабильности размеров; однако это может быть вредным для окружающей среды и здоровья (Chen et al .2008 г.). Термическая модификация, которую можно рассматривать как физическую модификацию, широко применяется в деревообрабатывающей промышленности для повышения стабильности размеров древесины. Химические группы в древесине с высокой способностью к водопоглощению, в том числе гидроксильные и карбоксильные группы, изменяются после термической обработки. Это имеет тенденцию уменьшать степень поглощения и набухания клеточной стенки древесины (Klammt and Kretschmar 1945). Термическая модификация предлагает отличные характеристики в улучшении водоотталкивающих свойств; однако крупномасштабное коммерческое применение по-прежнему ограничено из-за недостатка затемненного цвета и пониженной прочности древесины, а также высокой зависимости от энергопотребления (Zhang et al .2007).

Пропитка воском — потенциально новый метод модификации древесины в области исследований древесины. Модификация восковой пропиткой включает три основных этапа (Brown 1962; Ashmore and Laganella 2013). Сначала микрокристаллический воск с низкой температурой плавления, используемый в качестве среды для обработки, нагревают от твердого до жидкого состояния. Затем воск для дерева пропитывают горячей жидкостью под давлением или без него. Заключительным этапом является отверждение микрокристаллического воска в просветах деревянных клеток и межклеточном пространстве древесины (Li et al .2014). Таким образом, можно повысить стабилизацию размеров без ухудшения механических свойств древесины, а также сохранить ее естественный цвет и текстуру, в отличие от обычной термической модификации. Кроме того, он также является экологически чистым по сравнению с различными методами химической обработки, которые создают риски загрязнения окружающей среды и угрожают здоровью человека. В то время как некоторые предыдущие исследования (Wang and Winistorfer 2000; Gu et al . 2005) касались характеристик набухания по толщине как коммерческих, так и лабораторных изделий OSB, меньшее количество исследователей сосредоточилось на оценке поведения палисандра в отношении поглощения воды.Целью настоящего исследования было изучить влияние продолжительности обработки на увеличение веса в процентах (WPG), степень набухания и усадки, а также твердость поверхности розового дерева ( Aniba rosaeodora ), обработанного восковой пропиткой в атмосферных условиях, в надежде обеспечить некоторые полезные ссылки для дальнейших исследований размерной стабилизации палисандра.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалы

В данном исследовании использовалось высушенное на воздухе палисандр с содержанием влаги (MC) от 12 до 15%.Использовались образцы чистой древесины с четырех сторон, строганные до размеров 50 мм (направление волокон), 50 мм (ширина) и 20 мм (толщина).

Микрокристаллический воск с низкой молекулярной массой от 500 до 800 г и температурой плавления от 55 до 60 ° C был поставлен Fu shun Drying Instrument Company, Китай.

Методы

Перед пропиткой 2,5% раствор NaOH, смешанный с 0,5% Na ₂ SiO ₃, использовали для экстракции камедей, смол и других экстрактивных веществ из древесины для повышения проницаемости.Раствор перемешивали 5 мин до получения однородности. Затем образцы розового дерева погружали в раствор. Образцы помещали в водяную баню с постоянной температурой 60 ° C на 1,5 ч. После экстракции образцы сушили при постоянной температуре 70 ° C и относительной влажности от 65% до 12% MC.

Высушенные образцы полностью погружали в жидкий микрокристаллический воск при 60 ° C. Жидкий воск постепенно нагревали до 100 ° C с шагом 10 ° C каждые 30 минут.Были выбраны четыре продолжительности лечения по 2, 4, 6 и 8 ч, и для каждой обработки выполнялись четыре повтора. После пропитки образцы выдерживали при постоянной температуре 30 ° C в течение 1 ч. Затем образцы были уравновешены в климатической камере, установленной на 20 ° C и относительную влажность 65%.

Образцы пропитанной древесины были помещены в климатическую камеру для проведения термоциклических испытаний. Стабильность размеров измеряли в соответствии с GB / T 17657-2013 (Китай). Образцы для испытаний помещали в климатическую камеру, установленную на 80 ° C, на 120 минут, а затем замораживали при -20 ° C на 120 минут, повторяя этот цикл 4 раза.Следовательно, для образцов были записаны данные о тангенциальных, радиальных и продольных размерах. Твердость поверхности древесины проверяли на универсальной механической испытательной машине (рис. 1) (WDW-50, Япония).

Рис. 1. Измерение твердости поверхности на твердомере WDW-50.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На рис. 2 показано влияние времени обработки на увеличение веса в процентах. WPG образцов увеличивалась со временем обработки на 8.69%, 13,65%, 13,70% и 14,11% через 2 часа, 4 часа, 6 часов и 8 часов пропитки соответственно. WPG быстро увеличивался в течение первых 4 часов, но затем замедлился. Это означало, что структура древесины была пропитана микрокристаллическим воском, который ограничивал дальнейшее проникновение микрокристаллического воска после 4 часов обработки. Этот твердый воск покрыл поверхность деревянных образцов и забил проход внутрь.

Рис. 2. Взаимосвязь между временем пропитки воском и WPG во время пропитки воском

Взаимосвязь продолжительности обработки и степени линейного и объемного набухания как для контрольных, так и для обработанных образцов показана на рис.3. Степень линейного и объемного набухания уменьшалась в течение первых 4 ч и после этого оставалась практически постоянной. Как показано на рисунке, по сравнению с необработанными образцами степень тангенциального набухания обработанных образцов значительно снизилась на 15,14%, 54,18%, 56,57% и 60,0% при продолжительности обработки 2, 4, 6 и 8 часов соответственно. . Степень радиального набухания уменьшилась на 9,36%, 70,51%, 71,79% и 75,23%. Объемное набухание уменьшилось до 59,85%.

Фиг.3. Взаимосвязь между продолжительностью обработки восковой пропиткой и (а) линейной и (б) объемной степенью набухания.

Дисперсионный анализ показал, что как линейная, так и объемная степень набухания были значительно уменьшены в течение первых 4 часов лечения и очень незначительно после этого. Обработка воском уменьшила набухание и повысила стабильность размеров. Микрокристаллический воск в структуре древесины действует как отличная наполнитель. Набухание ячеистых стенок древесины во влажной среде было адекватно ограничено за счет заполнения пустого пространства воском.Осаждение твердого микрокристаллического воска на стенке ячейки также затрудняло движение молекул воды. Обработка пропиткой при высокой температуре при 100 ° C привела к тому, что определенное количество гидроксильных групп утратило способность связываться с молекулами воды (Rowell 2012). Это также привело к сорбционному гистерезису, который снизил степень линейного и объемного набухания и улучшил размерность древесины (Metsa-Kortelainen et al . 2006; Borrega and Karenlampi 2010).

На рис. 4 показано влияние времени обработки микрокристаллическим воском на степень линейной усадки испытуемых образцов.Было замечено, что степень усадки пропитанной воском древесины была намного меньше, чем у необработанной группы, особенно в течение первых четырех часов обработки.

Значительно уменьшились как тангенциальная, так и радиальная усадка. Степень линейной усадки практически не изменилась после 4-часовой обработки. Степень тангенциальной и радиальной усадки уменьшилась более чем на 70% за восемь часов по сравнению с необработанными образцами. Уменьшение степени усадки после обработки было тесно связано с длинной гидрофобной цепью микрокристаллического воска и эффектом увеличения объема составного воска (Arthur and Kretaschmar 1999).Во время пропитки микрокристаллический воск консолидировался внутри клеточных стенок и создавал тонкий слой, предотвращающий движение молекул воды (Li et al .2014).

Рис. 4. Зависимость между временем пропитки и степенью линейной усадки

На рис. 5 показаны результаты универсальной машины для механических испытаний, использованной для оценки твердости поверхности и влияния времени пропитки микрокристаллическим воском на твердость поверхности.Твердость поверхности значительно увеличилась в результате обработки воском; чем больше время обработки, тем выше твердость поверхности в течение первых 6 часов обработки, после которых она не улучшилась. По сравнению с контрольной группой твердость образцов древесины увеличилась на 2,05%, 7,88%, 34,72% и 43,36% после обработок продолжительностью 2, 4, 6 и 8 часов соответственно.

Рис. 5. Зависимость времени пропитки от твердости поверхности

ВЫВОДЫ

Высушенное на воздухе розовое дерево было успешно пропитано микрокристаллическим воском при 100 ° C.Было замечено, что предварительная обработка 2,5% раствором NaOH увеличивает эффективность пропитки древесины. WPG достиг 14,11% через 4 часа лечения.
Тангенциальная и радиальная усадка обработанной древесины снизилась на 70,95% и 80,70% по сравнению с образцами необработанной древесины после 4 часов обработки. Степени линейного и объемного набухания уменьшались, а твердость поверхности увеличивалась со временем пропитки. По сравнению с необработанными образцами степень набухания уменьшилась на 75.23% через 4 часа пропитки.
Твердость палисандра увеличилась на 43,36% после 8 часов обработки с 3445 до 4939 Н. Обработка воском уменьшила набухание и повысила стабильность размеров.

БЛАГОДАРНОСТИ

Спасибо за поддержку Национальному фонду естественных наук Китая (№ 31370564).

ССЫЛКИ

Артур К. и Креташмар Г.В. (1999). «Способ нанесения отделки на поверхности из дерева или других пористых материалов», Патент США 2375113 A.

Эшмор, Дж., И Лаганелла, Дж. (2013). «Обработка древесины биоцидом воском», WO Patent 2013158410 A1.

Аврамидис, Г., Шольц, Г., Нотник, Э., Милиц, Э., Виол, В., и Волькенхауэр, А. (2011). «Улучшенная склеиваемость обработанной воском древесины после плазменной обработки», Wood Science and Technology 45 (2), 359-368. DOI: 10.1007 / s00226-010-0327-5.

Боррега М. и Керенлампи П. П. (2010). «Гигроскопичность термообработанной древесины ели европейской ( Picea abies )», European Journal of Wood & Wood Products 68 (3), 233-235.

Браун, Р. К. (1962). «Метод восковой обработки деревянной панели», Патент США 3061457 A.

Чен, Г. Д., Фу, Ю. Л., Чжэн, В. Дж., Хуанг, З. Й., Вэй, К. Дж., Хуанг, Б., Вэй, З. К., и Лю, З. (2008). «Исследование свойств китайской древесины, улучшенных диоксидом кремния», Guangxi Sciences 15 (4), 441-444.

Фадл, Н.А. и Баста, А.Х. (2005). «Повышение стабильности размеров натурального дерева с помощью пропиток», Pigment & Resin Technology 34 (2), 72-86.DOI: 10.1108 / 03699420510585148.

ГБ / Т 17657-2013. (2013). «Методы испытаний для оценки свойств древесных панелей и древесных панелей с декорированной поверхностью», B70, Китайский национальный стандарт, Пекин, Китай.

Гу, Х., Ван, С., Неймсуван, Т., и Ван, С.Г. (2005). «Сравнительное исследование коммерческих напольных покрытий OSB по разбуханию по толщине и механическим характеристикам», Forest Products Journal 55 (12), 239-245.

Кламмт А. и Кречмар Г. В.(1945). «Способ нанесения отделки на поверхности из дерева или других пористых материалов», Патент США 2375113 A.

Ли, Х.С., Цао, Ю.В., Чжан, Дж.К., и Ян, Б. (2014). «Контрастное исследование технологии обработки воском на поверхности мебели hongmu», Мебель 35 (1), 12-16.

Metsa-Kortelainen, S., Antikainen, T., and Viitaniemi, P. (2006). «Водопоглощение заболони и сердцевины сосны обыкновенной и ели европейской, подвергнутых термообработке при 170, 190, 210 и 230 ° С», Holz als Roh- und Werkstoff 64,192-197.

Николсон, Дж. У., и Хоффман, Дж. Дж. У. (2006). «Обработка древесины для производства строительных конструкций и других изделий из дерева», WO Patent 2006039526 A3.

Парк, Д. У., и Уайлдерман, Р. С. (2010). «Способы повышения твердости и стабильности размеров деревянных элементов и изделий из дерева, имеющих повышенную твердость», Патент США 20100180987 A1.

Роуэлл Р. (2012). Справочник по химии древесины и древесным композитам , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида.

Ван, С., и Винисторфер, П. М. (2000). «Влияние видов и их распределения на характеристики слоя OSB», Forest Products Journal 50 (4), 37-44.

Чжан Ю., Цзинь Дж. И Ван С. (2007). «Влияние смолы и воска на водопоглощение древесных волокон», Wood and Fiber Science 39 (2), 271-278.

Статья подана: 7 мая 2015 г .; Рецензирование завершено: 24 июля 2015 г .; Доработанная версия получена и принята: 26 июля 2015 г .; Опубликовано: 3 августа 2015 г.

DOI: 10.15376 / biores.10.3.5994-6000

Новый взгляд на метод лакового пилинга с пирокластическими отложениями: отложения, метод точной визуализации в мелком масштабе и мощный информационный инструмент | Журнал прикладной вулканологии

Наш методологический опыт был получен в первую очередь путем пропитки отложений Тунгурауа. Другие испытания были выполнены на мелкозернистых перекрестно-стратифицированных пепловых туфах Astroni (рис.6), на более крупнозернистых, пемзовых, перекрестно-стратифицированных пепельно-лапиллиевых туфах из Лаахер-Зее (рис.8), а также на древних толщах выпадений тонкого пепла из Тунгурауа (рис. 8в).

Были испытаны несколько типов смол, а также несколько методов пропитки. Текстурные свойства обломков (пемзовые против шлаковидных против плотных) не оказали заметного влияния на результаты пропитки. Основной переменной во время пропитки и, следовательно, в характере конечных результатов является размер обломков. В дальнейшем мы, таким образом, будем ссылаться на «ясеневый» для обнажений с преобладанием пепла (например, Tungurahua или Astroni) и «лапиллический» для тех, которые содержат значительную долю лапилли и небольших блоков (1–10 см в диаметре).) в матрице золы (например, Тунгурауа или Лаахер Зее), соответственно (рис. 2а и 2б). Простую пропитку обнажения можно провести за 2 дня полевых работ. Самый большой набор данных от Tungurahua представляет в общей сложности результаты 6 недель работы по рытью и пропитке отложений, а также сбору пластин (за исключением упаковки и доставки).

Отверждающий клей

Смола

Мы выбрали двухкомпонентную эпоксидную смолу (Refs: RE6410 и DE6410) из M.A.CK (https: // www.mack-kayak.com//), эпоксидная смола, разработанная для тропических и влажных условий (Таблица 1). Это решение было основано на 1) цене (менее 15 евро / кг в 2012 г.), 2) подходящей вязкости для усиления различий в размерах зерен и, таким образом, увеличения расслоения, 3) долговечности хранения (двухкомпонентная эпоксидная смола может храниться в течение нескольких лет без потери качества или высыхания) и 4) практическая логистика ( MACK была единственной компанией, которая предложила доставку в Эквадор).

Таблица 1 Данные по эпоксидной смоле

Однокомпонентная эпоксидная смола «210 Flits coatlessless» от компании «Royal Eijkelkamp Earth Sampling Group B.V» была испытана и оказалась такого же качества, как и M.A.CK. товар. Однако от него отказались, поскольку он был дороже, и после 18 месяцев хранения смола имела повышенную вязкость и меньшее рабочее время. Попытка формования силиконового клея не увенчалась успехом, поскольку силикон был слишком вязким, чтобы проникать в осадок и выделять слоистые слои.Epotek-501 был протестирован для очень малых проб путем пропитки отложений шприцем, но цена запрещала его использование для больших отстойников. Трехкомпонентная полиэфирная смесь (смола, отвердитель, катализатор) была безуспешно испытана (в Тунгурауа), где высокая естественная влажность почвы препятствовала необходимой полимеризации и затвердеванию.

Разбавитель

Ацетон широко признан лучшим разбавителем. Он недорогой, хорошо смешивается со смолой и снижает вязкость смеси без заметного изменения характеристик окончательного затвердевания.Однако ацетон нельзя было купить в Эквадоре на законных основаниях в необходимых количествах (он является основным компонентом производства кокаина). Поэтому в качестве разбавителя использовался обычный бензин (от 10 до 20% по объему). Несмотря на то, что он образует эмульсию со смолой, он эффективно снижает вязкость смеси, и конечный результат лишь немного более непрозрачный (т.е. более белый на вид), чем в случае с ацетоном (возможно, из-за микропузырьков бензина, запечатанных в смола).В крайних случаях может получиться мягкая резиновая текстура (рис. 3а). Это связано с тем, что бензин остался в ловушке после затвердевания эпоксидной смолы, когда испарение бензина из отливочной массы является неполным.

Смешивание эпоксидной смолы и отвердителя

Соотношение эпоксидной смолы и отвердителя 5: 1 по весу было приготовлено и хранилось в отдельных стеклянных бутылках до полевых работ (пластиковые бутылки реагируют с этими компонентами и растворяются). Смола допускает погрешности в соотношении компонентов ± 5% без значительного изменения эффективности отверждения.Избыточная доза отвердителя может вызвать очень быструю и экзотермическую полимеризацию (в течение 1 минуты после смешивания). Недостаточная дозировка отвердителя приводит к получению слегка податливых пластин. Это может быть полезно, когда обнажение не является прямым и / или изгиб плиты предназначен, например, для выставочных целей.

Смесь 1000 г смолы и 200 г отвердителя, разбавленных приблизительно 0,2 л бензина, была необходима для успешного изготовления плиты 0,5 * 1,5 м. ² обнажения золы.Полученные в результате пластины обычно имели размер ок. Толщиной 0,5 см и весом 5–8 кг (например, рис. 2а). Однако для обнажений типа лапилли этого количества смеси хватило только для пропитки половины этой площади поверхности, что привело к получению более толстых и тяжелых пластин (примерно 15 кг для пластины 0,5 * 0,7 м ², например, рис. 2b).

Подготовка обнажения

Сплющивание

Пропитываемая поверхность была недавно обнажена и вырыта, чтобы она была как можно более плоской с вертикальным наклоном 70–80 ° (рис.1а). Для обнажений ясеневого типа использовался Т-образный металлический инструмент для выравнивания поверхности, тогда как для обнажений типа лапилли создание плоской поверхности затруднено наличием больших обломков и, таким образом, может быть получено только грубо с помощью шпателя. Этот шаг является фундаментальным, так как он определяет окончательную форму пластины. На протяжении всего этапа подготовки обнажение опрыскивали водой, чтобы избежать крошения или механической эрозии во время пропитки.

Рамы

Для обнажений из ясеня рамы, подготовленные непосредственно на обнажении перед пропиткой, обеспечили более эстетичный внешний вид и значительно укрепили отстойные пластины.Для небольших обнажений (<50 * 50 см) были изготовлены деревянные рамы (0,5 * 0,5 см в поперечном сечении) и вставлены в подготовленные поверхности перед нанесением эпоксидной смолы (рис. 1c-d). В тех случаях, когда широкие опалубки дюн пропитывались несколькими параллельными досками, две смежные длинные полосы (на высоте пропитанной поверхности) вставлялись на горизонтальном расстоянии 50 см, чтобы создать легко транспортируемые плиты (рис. 1а-б). Рамки или планки вставлялись в обнажение, аккуратно вырубая тонкие прямые бороздки, немного больше, чем деревянные палочки, царапая шпателем.После установки палочек / рамок они были стабилизированы в обнажении путем заштукатуривания зазоров ранее поцарапанным пеплом. Крайне важно покрыть липкой лентой поверхность соседних полос, чтобы предотвратить их приклеивание друг к другу, иначе они не могут быть разделены при попадании эпоксидной смолы по поверхности (рис. 1а).

Тонкие металлические рамы (сечение 0,3 * 2 см) были испытаны, и от них отказались, потому что: 1) вставка в обнажение была сложной, 2) их повторное использование для нескольких пластин затруднялось из-за сложного отделения пластин от рам, 3 ) такие рамы были намного тяжелее деревянных прутьев и 4) образовавшиеся отстойные пластины имели тенденцию легче ломаться при расслоении линий.

Для обнажений типа лапилли (например, Лаахер-Зее) нельзя вставлять рамы или деревянные планки в качестве разделительных элементов. В таких случаях пропитывается вся секция как единая пластина. После высыхания деревянный каркас приклеивается монтажной пеной к поверхности пластин перед тем, как отсоединить их от обнажения (рис. 1д). Затем отдельные листы разрезаются с помощью угловой шлифовальной машины с аккумуляторным приводом на обнажении, прежде чем откладывать их от обнажения.

Приложение

Чистка щеткой

Многие методы и этапы описаны Баумой (1969).Самым простым способом нанесения смолы было нанесение кистью (рис. 1а). Сохраняя обнажение влажным, чтобы не поцарапать кистью, и хорошо пропитанной кистью (шириной 4–6 см), обнажение закрашивали сверху вниз. Чистку следует производить путем снятия шкур (скольжения) по касательной и вверх по поверхности, избегая любого движения кисти перпендикулярно поверхности, которое может вызвать отслоение и потерю осадочной информации в результате (рис. 3b). Утечка смолы по поверхности может привести к появлению неэстетичных оврагов, поэтому ее следует свести к минимуму.Выходы пропитывались двумя последовательными слоями. Второй слой, который легче чистить щеткой и требует меньше смолы, наносится ок. 10 мин после первого. Обнажения типа лапилли импрегнировать значительно сложнее, а протекания и отслоения полностью избежать не удалось.

Дополнительные технические аспекты

Нанесение эпоксидной смолы путем распыления с помощью распылителя было протестировано и показало аналогичные результаты; однако от этого метода отказались из-за более сильного воздействия вдыхаемых паров, большего количества отходов (распылительных бутылок) и его трудоемкости.Для обнажений типа лапилли распыление может быть выгодным, поскольку оно вызывает меньшую утечку, но по-прежнему требует значительных затрат времени.

Прикрепление марли или стекловолокна к обнаженной поверхности перед пропиткой было проверено, и было обнаружено, что происходит очень тонкая корка. В наших тестах визуальный аспект был ухудшен по сравнению с прямой чисткой, и от этой техники отказались. Пропитка марли или стекловолокна на обнажении непосредственно после чистки щеткой приводила к отслаиванию. Применение укрепляющей ткани после высыхания обнажения было сложным, увеличивало вес, а также потребляло смолу и, как правило, было ненужным.

Последующая обработка

Сушка и транспортировка

После нескольких дней затвердевания (отверждения) на месте отстойники были помечены кодом на их внешней стороне. Затем они были осторожно отделены от обнажения, царапая окружающий рыхлый пепел. Пластины очищали от приставшего рыхлого материала, и их выходящие на поверхность стороны (внутренняя сторона) оставляли на несколько дней под прямыми солнечными лучами в поле, чтобы испарить оставшийся бензин и обеспечить окончательное затвердевание.Важно хранить пластины с утяжелением на плоской поверхности, чтобы избежать нежелательного коробления на этапе окончательного затвердевания. Растрескивание на этой стадии наблюдалось только один раз вдоль тонкой зольной пластинки и могло быть связано с переходом смолы в стекловидное тело (которое начинается при 50 ° C), но дальнейшее исследование не проводилось.

Для транспортировки отстойные пластины были упакованы в большие деревянные ящики, каждая из которых отделена от соседних пластин прокладками и стабилизирована пенополиуретаном (рис.1б). Стандартные размеры тарелок очень удобны для упаковки.

Подготовка к выставке

Это обратная сторона поверхности, на которую была нанесена смола (внутренняя сторона), которая демонстрирует полное изобилие осадочных деталей в результате различий в всасывании смолы между последовательными пластинами. Отстойные пластинки промывали сильной струей воды для удаления рыхлых обломков и пыли. Для создания прочных опорных деревянных конструкций использовалась горизонтальная опора из двух балок (сечением 9 * 7 см) и вертикальных плоских досок (2 * 14 см) по контурам соседних досок.Отстойные пластины зажимались к этим рамкам небольшими досками, навинченными на открытую поверхность (рис. 1f).

Таблички выставлены в плоском состоянии. Для этого их просто постепенно зажимали на деревянных конструкциях. В течение нескольких дней зажим постепенно увеличивался с помощью винтов и гаек. Сжатие пластин слишком быстрым или непостоянным зажимом может привести к поломке пластин.

Пластины типа лапилли слишком тяжелые и слишком толстые, чтобы их можно было сгибать, зажимая рамками.С другой стороны, эти пластины были достаточно прочными, чтобы их можно было повесить без рам. Тонкие шнуры просто наклеивались на обратную сторону пластин эпоксидной смолой типа Аралдит, что позволяло прикреплять пластины с любым кабелем (рис. 2b).

Надлежащее освещение — основа выставки. Поскольку между пластинами обычно не наблюдается значительных различий в цвете, контраст достигается за счет освещения пластин тангенциальным светом (<20 ° к поверхности), чтобы выделить отдельные пласты светотеневым эффектом (сравните рис.3е и ж).

Ремонтные работы

Для сломанных пластин использовалась стеклоткань, смешанная с той же смолой, что и для пропитки (рис. 3c-d). Не достигая прочности на разрыв, два слоя стекловолокна делают пластину пригодной для выставок. «Матовые» ткани из стекловолокна (т. Е. Беспорядочно расположенные, сплющенные в лист) использовать нельзя, так как клей, используемый для их изготовления, несовместим с эпоксидной смолой, и поэтому достаточно тканой ткани. Тонкая ткань с низкой плотностью плотно прилегает к неровностям и шероховатостям плит.Внешняя сторона пластины армирована, и необходимо следить за тем, чтобы избежать утечки смолы с внутренней стороны через трещины, в противном случае эти капли останутся на открытой стороне.

Погода

Испытанные погодные условия оказывают некоторое влияние на метод. Пропитку проводили в феврале в Неаполе в Италии (5–10 ° C, сухой), с февраля по апрель в Эквадоре (10–30 ° C, от очень дождливой до очень солнечной) и в августе в Германии (15–20 ° C, облачно. , частично дождливый).

Прямой солнечный свет значительно сокращает рабочее время для нанесения.Кроме того, обнажения имеют тенденцию терять связность, обусловленную влажностью, и начинают крошиться, поэтому во время подготовки и пропитки приходилось непрерывно распылять воду. Никакого воздействия на полученные пластины не отмечено. В то время как небольшой дождь и повышенная влажность почвы не были проблемой, более сильный дождь с крупными каплями, падающими на щетку, смешивался со смолой, которая быстро превращалась в белый цвет и менее глубоко проникала в обнажение. Было обнаружено, что полученные пластины недостаточно сохранили информацию о стратификации.Таким образом, наилучшие результаты были достигнуты в пасмурные дни, при температуре около 20 ° C, без дождя и при высокой влажности почвы, которая стабилизирует обнажение.

(PDF) Как пропитка соединениями бора влияет на твердость поверхности некоторых лаков

Как пропитка соединениями бора

влияет на твердость поверхности некоторых лаков

M. Atar

Кафедра мебели и декора, факультет технического образования , Университет Гази, Анкара, Турция

H.Кескин

Кафедра промышленной технологии, факультет промышленного художественного образования, Университет Гази, Анкара, Турция, и

С. Коркут и Д.С. Коркут

Кафедра лесной промышленности, факультет лесного хозяйства, Du

zce University, Du

zce, Turkey

Abstract

Цель — Цель данной статьи — исследовать, как пропитка соединениями бора влияет на твердость поверхности лакированных деревянных материалов

Дизайн / методология / подход — Образцы для испытаний были приготовлены из сосны обыкновенной, ели восточной и улудагской ели, которые отвечали требованиям ASTM

D 358. Эти образцы были пропитаны борной кислотой (Ba) и бурой (Bx) с использованием вакуумная техника в соответствии с рекомендациями ASTM D 1413. После пропитки

поверхности были покрыты целлюлозными, синтетическими, полиуретановыми, водными, акриловыми и кислотными лаками в соответствии с рекомендациями ASTM

D 3023.Твердость поверхности образцов после лакирования определялась в соответствии с рекомендациями ASTM D 4366.

Результаты — Твердость поверхности была наибольшей для образцов ели, обработанных Ba и полиуретановым лаком, и наименьшей — для образцов сосны обыкновенной

, обработанной Bx и синтетическим лаком. Что касается породы древесины, пропиточного материала и типа лака, то наибольшая твердость поверхности была у ели восточной

, пропитанной Ва и полиуретановым лаком, а наименьшая — у сосны обыкновенной, пропитанной Ва и синтетическим лаком.Таким образом, пропитка соединениями бора

повысила поверхностную твердость лакированной древесины.

Ограничения / последствия исследований — Защитное покрытие (например, лак) имеет ограниченную стойкость к внешним воздействиям, и срок службы покрытия

будет определяться типом и серьезностью условий, которым оно подвергается.

Практическое значение — Типы лаков, древесных материалов и химикатов для пропитки влияют на твердость поверхности и могут влиять на полезность древесных материалов

, для которых важны значения твердости поверхности.

Оригинальность / ценность — Результаты исследования, представленные в документе, помогают устранить недостаток исследований в этой области и должны быть информативными, в частности,

для производителей и потребителей в секторе мебели и декора.

Ключевые слова Дерево, Бура, Борная кислота, Технология покрытий, Твердость, Обработка поверхности, Лак, Металлоиды

Тип бумаги Исследовательский документ

Введение

По экономическим причинам важно защитить древесину

материалов от воздействия окружающей среды, чтобы гарантировать долгий срок полезного использования.

Краски, полироли и лаки используются для сохранения и украшения

покрывающих материалов, а также для повышения технической, эстетической и экономической ценности древесины

можно использовать технические поверхностные процессы.

Факторы окружающей среды, такие как влажность и ультрафиолетовое излучение, могут

повредить поверхность деревянных материалов. Краски и лаки

могут предохранять поверхности от негативного воздействия окружающей среды, в

они служат не только в декоративных целях (NZFRI, 1996).

Краски и лаки (нанесение на поверхность) защищают поверхности

мебели обычно всего около двух лет (Evans et al., 1992).

После пропитки лаков и красок материалами

, обладающими соответствующей водоотталкивающей способностью, их применение имеет важное значение

для обеспечения долговременной защиты от биотических и абиотических эффектов,

фотохимического разложения, изменения размеров, биологических факторов

и пожар (Williams et al., 1996).

Перед нанесением водоотталкивающей краски или лака древесные материалы

могут быть пропитаны бором, чтобы сделать их

более устойчивыми к условиям окружающей среды (Harrow, 1991).

Предыдущие исследования показали, что пропитка древесного материала

медью, хромом и бором с последующей обработкой деревянной поверхности

растворами меди, хрома и соли может сделать дерево более устойчивым к воздействию окружающей среды (Продать и

Файст, 1985).

Такие процессы, как отбеливание и пропитка, могут повлиять на структуру и характеристики древесины

, такие как твердость поверхности, цвет и яркость

. Из них наиболее важным параметром

для защиты древесины от внешних факторов является твердость

лакированного слоя (Атар и др., 2004).

В предыдущих исследованиях образцы древесины (сосна обыкновенная и каштан

) пропитывались и покрывались лаком, а затем подвергались воздействию

на открытом воздухе.Изменения твердости поверхности, яркости, цвета,

и прочности сцепления измеряли после экспонирования.

Для сосны обыкновенной наибольшая поверхностная твердость была получена при использовании таналита

-CBC (хром-медно-мышьяк) и полиуретанового лака

осенью; максимальное значение яркости

было получено зимой (Пекер, 1997).

После пропитки образцов древесины сосны обыкновенной

таналитом-CBC и отбеливания с использованием 18-процентного раствора,

Текущий выпуск и полный текстовый архив этого журнала доступны по адресу

www.emeraldinsight.com/0369-9420.htm

Технология пигментов и смол

40/4 (2011) 229–234

Emerald Group Publishing Limited [ISSN 0369-9420]

[DOI 10.1108 / 03699421111147290]

границ | Анализ механизма пропитки композитов из комбинированной пряжи уткового трикотажа методами поэтапной консолидации и лабораторной рентгеновской компьютерной томографии

Введение

В автомобильной промышленности перенос технологий производства композитов из лабораторных в промышленные масштабы в основном определяется уровнем производительности и качеством производимых деталей.Основная концепция изготовления конструкционных композиционных материалов состоит в пропитке армированного волокна жидкой смолой с последующим укреплением или отверждением системы волокно-смола при контролируемой температуре и давлении. Композиты с термопластичной матрицей набирают популярность из-за их пригодности для вторичной переработки и высокой ударопрочности. Другим преимуществом композитов с термопластичной матрицей является более короткое время обработки, чем у термореактивных аналогов, где требуется длительная реакция отверждения смолы.Тем не менее, одной из основных проблем термопластичных матричных композитов является относительно высокая вязкость термопластичных расплавов по сравнению с термореактивными пластинами (Alagirusamy, Ogale, 2004; Risicato et al., 2014), что затрудняет пропитку. Среди потенциальных решений по сокращению продолжительности производственного цикла конструкционных термопластичных композитов при сохранении высокого качества конечной детали — уменьшение длины потока за счет пропитки по всей толщине (Kim and Park, 2017), использование материалов с низкой вязкостью. инженерные термопласты (Studer et al., 2019) или термоуплотнение предварительно смешанных полуфабрикатов с волокнистой матрицей. Существующие технологии с использованием предварительно смешанных полуфабрикатов включают укладку полимерной пленки между слоями волокон, порошковую пропитку пучков или смешанный полимер и армирующие волокна внутри пряжи (Svensson et al., 1998). В последние годы многие технологии были адаптированы для обработки термопластичного препрега или предварительно смешанных полуфабрикатов. Например, автоматизированные процессы укладки ленты используются для изготовления композитных ламинатов из лент из препрега.Локальное и оперативное уплотнение термопластичных лент во время автоматизированного размещения стало возможным благодаря использованию роботизированной наплавочной головки с лазерным нагревом (Schaefer et al., 2017) или ультразвуковыми источниками энергии (Lionetto et al., 2015). Процессы формовки могут добавить некоторые технологические функции к листам термопластичного препрега (Studer et al., 2019). Процессы горячего прессования также используются для производства термопластичных композитов, армированных длинными волокнами (Wang et al., 2011). Недавно сообщалось, что использование систем индукционного нагрева позволяет сократить продолжительность консолидации смешанного тканого полотна из льна / полипропилена, чтобы избежать термического разложения натуральных волокон (Ramakrishnan et al., 2019). Другой потенциальный метод сокращения продолжительности цикла процессов горячего прессования — это объединение консолидации и придания формы предварительно пропитанным или полупропитанным термопластичным композитам (Wysocki et al., 2008). Комбинируя метод смешивания армирующих и термопластичных волокон с технологией уточного вязания, предварительно смешанные сухие полуфабрикаты могут представлять собой многообещающую альтернативу сокращению времени цикла. В частности, двухосные ткани с утком (BWKF) являются потенциальными кандидатами для получения композитных деталей сложной геометрии при сокращенном времени цикла (Li and Bai, 2009; Risicato et al., 2014; Демиркан и др., 2015). Однако для оптимизации качества пропитки получаемых продуктов по-прежнему требуется лучшее понимание механизма уплотнения.

В литературе было проведено множество исследований для характеристики влияния параметров уплотнения, а именно температуры, давления и продолжительности пропитки (Ye et al., 1995; Trudel-Boucher et al., 2006; Liu et al., 2014). Основываясь на методах двухмерной характеристики, таких как микроскопия в отраженном свете и микрофотографии с помощью SEM, хронологическая последовательность этапов консолидации композитов из смешанной пряжи обычно рассматривается для анализа нескольких первичных явлений.Во время цикла консолидации начало сжатия ткани после расплавления матрицы связано с упругой деформацией армирующих нитей и сжатием нитей. Эти два процесса приводят к квази-мгновенному выдавливанию расплавленной матрицы из сердцевины армирующих нитей, что приводит к образованию, перекрытию и коалесценции пулов расплавленной матрицы за пределами пряжи (Phillips et al., 1998; Bernet et al. ., 1999). С увеличением времени выдержки давление внутри волокнистого слоя увеличивается, и расплавленная термопластическая матрица пропитывает отдельные армирующие волокна внутри пряжи.Избыток смолы затем выдавливается из армирующих нитей и заставляется течь между нитями для удаления воздуха (Van West et al., 1991; Long et al., 2001). Этот механизм консолидации был предложен на основе двухмерных наблюдений за поверхностью, которые имеют ограничение на предоставление дополнительной информации о реальном трехмерном расположении матрицы и пустот в консолидированных тканях.

Рентгеновская микрокомпьютерная томография (μCT) — это метод неразрушающей визуализации, который описывает внутреннюю микроструктуру материалов в различных масштабах длины.Благодаря прогрессу в области рентгеновской компьютерной томографии за последнее десятилетие, несколько недавних исследований были сосредоточены на применении композитных материалов. Например, обычное или лабораторное оборудование μCT можно использовать для анализа волокнистой архитектуры в композитах (Centea and Hubert, 2011; Pazmino et al., 2014; Straumit et al., 2018) и для характеристики дефектов, вызванных процессом, таких как пустоты (Никишков и др., 2013; Мехдихани и др., 2019). Полученная реальная микроструктура может использоваться в качестве входных данных для численной оценки проницаемости преформы (Планк и др., 2015; Soltani et al., 2015) или разработка мезоскопических механических моделей текстильных композитов с учетом локальных артефактов, таких как пустоты (Liu et al., 2017a; Chen et al., 2018). Рентгеновские лучи с более высокой энергией, например, в синхротронных установках, более адаптированы к получению изображений in-situ μCT, которое требуется для определения характеристик in-situ с высоким временным разрешением и разрешением ниже одного микрометра. Анализ in-situ μCT больше подходит для мониторинга повреждений (Böhm et al., 2015; Rolland et al., 2017; Ян и др., 2017; Джесперсен и др., 2018; Wang et al., 2018), чтобы охарактеризовать зависящие от времени явления, происходящие во время процесса, такие как пропитка арматуры (Vilà et al., 2015; Sisodia et al., 2016; Larson and Zok, 2018) и слой волокна. сжатие (Latil et al., 2011; Ferré Sentis et al., 2017). Если читателям нужна дополнительная информация о применении μCT-характеристики композитов с полимерной матрицей, некоторые обзоры уже доступны в литературе (Maire and Withers, 2014; Duchene et al., 2018; Garcea et al., 2018).

В случае термопластичных матричных композитов из смешанной пряжи исследования на основе μCT все еще далеки от оценки качества пропитки и остаточных пустот полностью консолидированных композитов (Madra et al., 2014; Patou et al., 2019), где пустота представляет собой незаполненное пространство внутри композита из-за плохой пропитки волокон или улавливания пузырьков воздуха. Насколько известно авторам, из-за ограниченного уровня энергии лабораторных источников рентгеновского излучения по сравнению с оборудованием для получения изображений μCT с высоким разрешением, μCT на основе поглощения еще не использовалась для характеристики механизма консолидации BWKF (Carmignato et al., 2018). Основываясь на физике взаимодействия рентгеновских лучей и материала при сканировании μCT на основе поглощения, уровень серого каждого вокселя кодирует физическую информацию о поглощении рентгеновских лучей в соответствующем пространственном положении внутри анализируемого объекта. Никишов и др. исследовали влияние уровней энергии рентгеновского излучения на контраст некоторых используемых стандартных материалов, таких как воздух, полиэтилен низкой плотности и стекло (Никишков и др., 2013). Они пришли к выводу, что коэффициенты ослабления рентгеновских лучей пропорциональны плотности материала в случаях высокой энергии пучка (> 100 кВ) и материалов с низкими эффективными атомными номерами, таких как эпоксидные смолы и макромолекулы термопластов.Следовательно, плотность составляющих материалов анализируемых объектов пропорциональна уровням серого на реконструированных изображениях μCT. На практике уровни серого в изображениях μCT не только кодируют физическую информацию, но также подвержены влиянию шума от электронного оборудования обнаружения, такого как битые пиксели, приводящие к кольцевому артефакту после реконструкции (Maire and Withers, 2014). Локальное изменение плотности внутри анализируемого объекта, где области, содержащие материалы с низкой плотностью, находятся рядом с областями с высокой плотностью, также может вызывать локальное изменение уровней серого из-за упрочнения пучка.Действительно, усиление луча — это артефакт, который происходит на этапе сбора данных с использованием полихроматических лучей, генерируемых рентгеновскими трубками в лабораторных системах компьютерной томографии. Проходя через объект, фотоны более низких уровней энергии, образующие рентгеновский луч, легче фильтруются, чем фотоны более высоких энергий. Таким образом, средний уровень энергии увеличивается. Этот эффект известен как «упрочнение» рентгеновского луча. При увеличении средних уровней энергии фотонов кажущаяся плотность материала увеличивается и приводит к локализованному изменению плотности.На этапе после получения снимков усиление луча проявляется в однородном объекте (состоящем из того же материала) в соответствии с постепенным затемнением по направлению к внутренней части восстановленных изображений. В объектах, состоящих из различных материалов, включая пустоты (которые можно рассматривать как материал с очень низкой плотностью), затрагиваются области с материалами с более низкой плотностью, которые находятся в непосредственной близости от материалов с более высокой плотностью. Фактически, материалы с более низкой плотностью могут оказаться более плотными, чем их эффективные.Следовательно, трудно отличить реальные вариации материала от артефактов упрочнения луча. Технологически усиление луча может быть уменьшено за счет фильтрации рентгеновских лучей низкой энергии на этапе калибровки системы КТ перед сканированием объекта. Его также можно отфильтровать на этапе после сбора данных с помощью калибровок и фильтров, которые интегрированы в программное обеспечение для реконструкции данных. Для получения более подробной информации читатель может обратиться к следующим источникам (Ketcham and Carlson, 2001; Djukic et al., 2013; Мэр и Уизерс, 2014; Hanna and Ketcham, 2017; Carmignato et al., 2018).

Достижимый размер вокселя также напрямую влияет на дискретность анализируемого образца. Когда элементарный объем, представляющий дискретную область материала, включает более одной фазы, полученный коэффициент линейного ослабления кодирует один эквивалентный коэффициент линейного ослабления, соответствующий смеси фаз. Такой эффект известен как эффект частичного объема, и он более значим для относительно крупных размеров вокселей и доменов, расположенных на границе раздела фаз, разделяющих различные материалы (Schell et al., 2006; Bull et al., 2013; Kierklo et al., 2014; Леонар и др., 2017). Как сообщает Schell et al. Достижимое разрешение оказывает значительное влияние на качество сегментации и зависит от диаметра виртуальной трубки, перекрывающей область сканирования образца (Schell et al., 2006). В случае композитов полимерная матрица / стекловолокно достижимый размер вокселя может уменьшиться до 2 мкм для размеров образца от 2 до 20 мм за счет анимации сканируемого объекта в соответствии со спиральным путем сбора данных во время процедуры сканирования (Ayadi et al., 2016).

Существует множество методов сегментации изображений, включая ручные операции, основанные на сильной способности человеческого глаза различать объекты (Arbeláez et al., 2011; Borra et al., 2019) и более автоматизированные операции. В случае изображений μCT ручная сегментация ненадежна для проведения количественного анализа. Berg et al. предоставил обзор потенциальных методов сегментации, включая абсолютное пороговое значение, увеличение области, определение контуров и метод автоматической кластеризации с использованием машинного обучения (Berg et al., 2018). Для композитных материалов методы сегментации требуются для разделения составляющих композита по многим причинам, таким как мониторинг геометрических изменений формы поперечного сечения армирующих нитей (Liu et al., 2017b), мониторинг сжимаемости волоконного слоя. (Ferré Sentis et al., 2017) и проверка качества пропитки (Madra et al., 2014; Patou et al., 2019). Тем не менее, вышеупомянутые недостатки μCT препятствуют существованию стандартного метода сегментации и, таким образом, могут ограничивать надежность количественного анализа (Berg et al., 2018).

Настоящее исследование объединяет частичную консолидацию двухосных уточных трикотажных тканей из смешанных термопластических / стеклянных волокон и сканирование μCT с использованием лабораторных систем для исследования механизмов пропитки. Во-первых, качественная и количественная оценка реконструированных изображений μCT выполняется с учетом влияния степени уплотнения. Во-вторых, сравниваются два метода сегментации, чтобы лучше понять эффект упрочнения балки и эффект частичного объема. В-третьих, сегментированные изображения используются для анализа механизма консолидации материала ткани из смешанной пряжи.Следует иметь в виду, что уровни пористости в частично консолидированном образце очень высоки. Следовательно, механическое определение характеристик не проводится из-за его низкой надежности.

Материалы и методы

Материалы

В текущем исследовании двухосные уточные трикотажные ткани (BWKF) консолидируются с образованием пластин из термопластичного композита. Изменяя высоту полости формы, изготавливают композитные пластины с разными значениями толщины. BWKF — это полупродукт, состоящий из гибридных нитей, которые, в свою очередь, получают путем смешивания волокон полипропилена (PP) и стекловолокна (GF).Пряжа организована в трехмерную архитектуру, образованную петлями в форме подковы и однонаправленными (UD) армирующими нитями (рис. 1A). Армирующая пряжа UD укладывается в четыре слоя, чередуя их выравнивание в направлении ширины и направления. Дополнительная информация о BWKF представлена в таблице 1.

Рисунок 1 . Двухосное уточное трикотажное полотно и процесс изготовления. (A) Расположение нитей двуосного уточного трикотажа (вверху слева). (B) Схема установки пресс-формы (внизу слева). (C) Циклы температуры и смещения плиты пресс-формы во время компрессионного формования в цикле C (CR = 35%) (справа).

Таблица 1 . Параметры двухосного уточного трикотажа.

Поэтапная консолидация

Процесс компрессионного формования осуществляется на прессе 120T (Pinette PEI, Франция), оборудованном пресс-формой с одной прямоугольной полостью 100 × 100 × 2,1 мм. ³ на платформе для производства современных композитов POPCOM.Оптимизированный цикл консолидации, аналогичный описанному в Madra et al. (2014) принят для объединения пакета из четырех слоев (с последовательностью укладки слоев [0/90] _s) BWKF. Последовательность обработки начинается с помещения стопки тканей внутрь полости пресс-формы (рис. 1В) и закрытия верхней плиты пресса, чтобы войти в контакт с верхней поверхностью преформы без приложения какой-либо сжимающей силы. Затем материал нагревают до 240 ° C при постоянной скорости нагрева 10 ° C / мин.После поддержания этой температуры (т. Е. 240 ° C) в течение 30 минут для обеспечения однородного распределения температуры преформы прикладывают силу сжатия 60 кН для закрытия формы и уплотнения композита. В течение 15 мин форму выдерживают в закрытом состоянии. Затем температура снижается за счет циркуляции воздуха в охлаждающем контуре пресса при сохранении силы сжатия. Композитную пластину вынимают из формы, когда температура достигает 40 ° C (рис. 1C). Процедура поэтапного уплотнения состоит из использования той же последовательности и параметров обработки оптимизированного цикла для формирования частично консолидированных плит путем применения различных коэффициентов уплотнения (CR), которые определяются следующим уравнением.

CR = 100 × th0-th0 (1)

, где th ₀ — начальная толщина стопки тканей, а th — конечная толщина консолидированной пластины.

Для этого используются полированные металлические прокладки для контроля конечной высоты полости формы. Всего рассматривается четыре цикла обработки (таблица 2).

Таблица 2 . Степени уплотнения и объемная доля пористости пластин из термопласта, изготовленных с использованием различных технологических циклов.

Сканирование μCT на основе поглощения

Для выполнения μCT-сканирования репрезентативные образцы размером почти 10 × 10 × th (мм ³) обрезаются в центре консолидированных пластин с помощью алмазной пилы и водяной смазки, чтобы избежать перегрева. термопластической матрицы. Точные размеры образцов после операции разрезания представлены в таблице 3. Размеры в плоскости XY были определены таким образом, чтобы включать по меньшей мере две или три смежных подковообразных петли для вязания в каждом направлении.Массовые доли волокна и матрицы в вырезанном образце были рассчитаны с использованием испытания на выгорание в соответствии с ASTM D 2584. Образцы помещали в печь в инертной среде на 4 часа при 450 ° C. Затем рассчитывалась массовая доля волокна на основе веса образцов до и после испытания на выгорание. Среднее содержание пустот как минимум в трех соседних образцах было рассчитано в соответствии с уравнением (2):

χv = 100 · ρt- ρa ρt (2)

, где ρ _a — кажущаяся плотность, которая измеряется с использованием принципа Архимеда в соответствии с ASTM D 792, а ρ _t — теоретическая плотность композита, которая оценивается по уравнению (3) с использованием плотностей (ρ _F и ρ _M) и массовые доли волокна и матрицы ( мас.% _M и мас.% _F):

ρt = ρF · ρMρF · мас.% M + ρM · мас.% F (3)

Результаты измерения плотности и испытаний на выгорание представлены в таблицах 2 и 3 соответственно.

Таблица 3 . Объемные доли сегментированных изображений μCT в соответствии с кластеризацией K-средних и методами с контролем веса.

Сканирование μCT на основе поглощения проводится с использованием системы КТ (UltraTom, RX-Solutions, Франция), оснащенной плоскопанельным детектором с разрешением 1920 × 1536 пикселей (Varian, США). Протокол визуализации состоит из установки образца на цилиндрический держатель, расположенный на контролируемом расстоянии между выровненным детектором и точечным источником рентгеновских фотонов (рис. 2).Особое внимание уделяется ориентации образцов внутри изготовленных пластин. Это расстояние регулируется таким образом, чтобы весь объем образца подвергался воздействию конического луча, выходящего из источника рентгеновского излучения. Размер вокселя 10 мкм выбран с использованием ускоряющего напряжения 80 кВ, тока 115 мкА и мощности пучка 9,2 Вт. Одинаковый размер вокселя используется для анализа всех композитных образцов с учетом двух соображений. Первое, что нужно сделать, это достичь максимально возможного разрешения для обнаружения отдельных стеклянных волокон (диаметром 13 мкм).Второе соображение — анализировать полный объем каждой пробы. Учитывая, что достижимое разрешение изображения обратно пропорционально диаметру отсканированного объема (Schell et al., 2006), наименьший размер вокселя, который удовлетворяет обоим соображениям, составлял 10 мкм. Во время каждого сканирования держатель образца анимируется с угловым приращением 0,25 ° для получения одного рентгеновского снимка в среднем из шести рентгеновских проекций. Всего было получено 1440 рентгенограмм, описывающих полное вращение (360 °) с совокупной продолжительностью 17 минут.Во время всех проведенных съемок на рентгеновской трубке не устанавливался металлический фильтр для уменьшения артефакта упрочнения луча.

Рисунок 2 . Фотография системы компьютерной томографии платформы ISIS4D.

Реконструкция изображений μCT

Программное обеспечение

X-Act (RX-Solutions, Франция) используется для восстановления трехмерного цифрового клона для каждого отсканированного образца из собранных рентгенограмм с применением метода обратной проекции с фильтрацией (Zhuang et al., 2004). Затем трехмерные изображения переориентируются в декартовых координатах изготовленных композитных пластин и затем обрезаются путем определения самой узкой области пространства, отделяющего анализируемый образец от окружающего воздуха (рисунки 3A – D).Точные размеры отсканированных составных образцов представлены в таблице 3. Выходные данные хранятся в виде последовательности 2D-изображений, закодированных в 16-битном формате (т. Е. Уровни серого находятся в диапазоне от 0 до 65 535). Чтобы сделать возможным прямое сравнение восстановленных изображений, избегаются такие операции, как сглаживание, фильтрация и нормализация гистограммы. Набор данных включает четыре трехмерных изображения и составляет основу всех следующих качественных и количественных результатов. Программное обеспечение Avizo Fire (Thermo Fisher Scientific, США), Matlab (MathWorks, Франция) и программное обеспечение с открытым исходным кодом ImageJ (NIH, США) используются для сегментации и визуализации изображений μCT.Все операции постобработки изображений выполняются на рабочей станции (HP Z840), оснащенной 192 ГБ оперативной памяти.

Рис. 3. (A – D) мкКТ изображений для всех степеней уплотнения. (E) Соответствующие гистограммы уровней серого.

Качественный анализ уровней серого в изображениях μCT

Гистограммы восстановленных трехмерных изображений указывают на сосуществование по крайней мере трех классов вокселей (рис. 3E). Первый класс, который представляет собой стекловолокно, определяется распределением колоколообразной формы на самых высоких уровнях серого.Второй класс обозначен уменьшением количества вокселей на низких уровнях серого после увеличения степени уплотнения. Это соответствует воздуху в незаполненных зонах внутри композита, поскольку в данном исследовании воздух считается пустотным. Третий класс — это воксели промежуточных уровней серого между двумя основными пиками. Эти промежуточные уровни серого могут соответствовать смеси вокселей, расположенных в пространственных областях матрицы PP, или включать более одной фазы из-за эффекта частичного объема.Фактически, рассматриваемый размер вокселя 10 мкм является относительно грубым для обнаружения микроструктурных схем на более низких масштабах длины. Следовательно, один воксель может вызывать линейное затухание из области, включающей более одной фазы (Schell et al., 2007). Из-за отсутствия четкого различия между тремя классами в небимодальных гистограммах сложно выполнить какое-либо количественное измерение на основе методов пороговой обработки уровней серого, таких как IsoData, Maximum of Entropy, Otsu (Sezgin and Sankur, 2004). .

Рассмотрев несколько репрезентативных необработанных срезов μCT (рис. 4), можно увидеть этот дефект упрочнения пучка, который можно проверить по контрасту уровней серого в пористых зонах (например, в зоне «i» на рис. 4A), является наиболее значительным для неконсолидированного образца (CR = 0%) и уменьшается по мере того, как слой волокна все более и более уплотняется. Кроме того, частично консолидированные образцы не обнаруживают разницы между пропитанной и сухой зонами в поперечных сечениях армирующих нитей.Чтобы четко показать влияние поэтапной консолидации на полученные уровни серого, профили вдоль пунктирных линий (справа налево) на рисунке 4 представлены на рисунке 5. Все профили показывают значительные переходы между максимальными пиками (более 3,5 × 10 ⁴) из стекловолокна и с низким уровнем серого (около 2 × 10 ⁴). Тем не менее, переходы между пустотой и матрицей относительно ограничены и составляют от 1,5 × 10 ⁴ (CR = 0%) до 2 × 10 ⁴ (CR = 63%).

Рис. 4. (A – D) Типичные 2D-срезы из четырех различных образцов. Направление Z соответствует толщине изготовленных пластин, а стрелки указывают направление сжатия внутри формы в частично консолидированных образцах. Субдомен (i) иллюстрирует артефакт упрочнения пучка в областях пористости. Субдомен (ii) показывает изменение уровней серого пикселей, представляющих стеклянные волокна, из-за эффекта частичного объема.

Рисунок 5 . Изменение уровней серого вдоль штриховых линий, указанных соответственно на рисунках 4A – D. (A – D) Соответственно степени уплотнения 0; 35; 47 и 63%.

Измерение качества 3D изображений μCT

Из набора реконструированных изображений μCT, фоновые воксели (которые теоретически представляют воздух в незаполненных пространствах внутри композита, образованного смешанными нитями) не имеют однородных уровней серого в соответствии с заданной степенью уплотнения (рис. 4). Автоматическая методика кластеризации на уровне серого, основанная на алгоритме K-средних, была принята с использованием встроенных функций Matlab.Алгоритм кластеризации включал три основных шага: (i) инициализация центроидов заранее определенного числа (k) кластеров, (ii) идентификация сходства каждого воксела с исходными центроидами на основе квадрата евклидова расстояния как расстояния. метрика (Singh et al., 2013) и (iii) обновление уровней серого k центроидов на основе вновь сформированных кластеров. Алгоритм состоит из итеративно повторяющихся шагов (ii) и (iii) для минимизации внутрикластерной дисперсии. Более подробную информацию об этом методе можно найти в литературе (Gonsalves et al., 2015; Chauhan et al., 2016).

В данном исследовании два вычисления проводятся на наборе трехмерных изображений μCT. Количество кластеров установлено равным трем во время первой серии вычислений (обозначенных K-means-3c), предполагая, что воксель может предоставлять информацию только по ослаблению рентгеновских лучей пустотами, матрицами или стеклянными волокнами. Для второй серии вычислений (обозначенной K-means-5c) это число увеличивается до пяти, предполагая большее влияние эффекта частичного объема. В литературе известно, что метод кластеризации k-средних обеспечивает локальные оптимумы и зависит от уровней серого, приписываемых центроидам на этапе инициализации.В текущем исследовании были рассмотрены две процедуры проверки для проверки сходимости алгоритма кластеризации k-средних. Первая процедура проверки основывалась на проведении процедуры кластеризации k-среднего пять раз с использованием различных центроидов на этапе инициализации. В этом контексте начальные центроиды были определены с помощью случайного 2D-среза из данных μCT и метода случайного посева, встроенного в Matlab (Arthur and Vassilvitskii, 2007). Вторая процедура проверки заключалась в использовании многоуровневой пороговой обработки Оцу (MLT) в качестве эквивалентного метода глобальной сегментации изображения, который также опирается на критерий минимизации внутрикластерной дисперсии (Liu and Yu, 2009; Singh et al., 2013). Тем не менее, в отличие от метода кластеризации k-средних, MLT требует сегментации гистограммы уровней серого трехмерного μCT-изображения и предоставляет (k-1) пороговые значения (или пороговые уровни серого) в качестве выходных данных. Этот метод сегментации на основе глобальной гистограммы применялся только для получения двух пороговых значений уровня серого, чтобы различать пустоту / матрицу и матрицу / волокна. Для сравнения обоих методов сегментации пороговые значения уровней серого были вычислены как среднее значение последовательных оптимумов, определенных методом кластеризации k-средних.Результаты для всех пороговых значений уровней серого представлены на рисунках 6A – D, а соответствующее объемное содержание различных кластеров представлено в таблице 3. Результаты в таблице 3, полученные с помощью методов локальной и глобальной сегментации (с учетом трех кластеры вокселей) показывают, что разброс между объемным содержанием всех трех фаз (пустот, матрицы и волокна) не превышает 3%.

Рис. 6. (A – D) Гистограмма уровней серого сегментированных трехмерных изображений μCT с пороговыми значениями, оцененными в соответствии с методами WCT, k-means-3c, k-means-5c и MLT. (E – H) Результат сегментации одного и того же 2D-среза из неконсолидированной выборки (CR = 0%) в соответствии с четырьмя методами. Цифры соответствуют полученным кластерам, отсортированным в порядке возрастания уровней серого.

На рисунке 6 показан результат сегментации, полученный методами локальной и глобальной сегментации на основе критерия минимизации внутрикластерной дисперсии. Разница в фоновых вокселях, которые соответствуют кластеру номер 1 на рисунке 6F (сегментированы с использованием K-means-3c), состоят из двух кластеров вокселей на рисунке 6E (сегментированы с использованием K-means-5c).Такая разница дает количественную информацию об эффекте усиления луча, который в основном влияет на низкие уровни серого, представляющие пустоты. Объемная доля вокселей, затронутых упрочнением пучка (кластер номер 2 из изображений μCT 3D, сегментированных с использованием K-means-5c), постепенно падает с 30,8; 16,7; От 13,4 до 11,3% (таблица 3). С другой стороны, метод K-means-3c обеспечивает три кластера вокселей, представляющих три фазы полимерного композита (стекловолокно, матрица и пустота).

Тем не менее, поскольку метод кластеризации изображений чувствителен к низкому контрасту в изображениях микро-КТ, требуются объективные индикаторы качества изображения, и результаты следует сравнивать с результатами более физически контролируемого метода сегментации.Kraemer et al. и Yu et al. сообщили об использовании отношения сигнал-шум и контраста для оценки качества изображений μCT (Kraemer et al., 2015; Yu et al., 2016). Контраст в сканировании μCT на основе поглощения может быть определен количественно, как выражено уравнением (4).

Контраст = | mvoid-mcomposite | mcomposite (4)

, где m _void — средний уровень серого фоновых вокселов, который соответствует пустоте, а m _{композит} — средний уровень серого комплементарной совокупности вокселов в реконструированном μCT-изображении.

Отношение сигнал / шум (SNR) определяется как отношение среднего уровня серого (m) рассматриваемого интересующего объема (содержащего предпочтительно пустоты, матричные и волоконные воксели) к шуму уровней серого, который соответствует стандарту. отклонение (σ _пусто). Таким образом, SNR может быть выражено уравнением (5).

Оценка обоих дескрипторов качества основана на результатах метода K-means-3c. Несмотря на использование тех же параметров сбора данных μCT, увеличение CR вызвало уменьшение контраста с 0.51 до 0,33 и увеличение отношения сигнал / шум с 2,6 до 7,1 (рисунок 7). Обе тенденции указывают на то, что уплотнение одной и той же ткани (которое сочетает в себе уплотнение волоконного слоя и пропитку волокон) требует разработки процедуры калибровки энергии источника рентгеновского излучения для получения аналогичных качеств изображения.

Рисунок 7 . Изменение показателя качества изображения в зависимости от степени уплотнения отсканированных образцов.

Метод определения порога с контролируемым весом

На основе ранее наблюдавшегося резкого перехода в профилях уровней серого (рис. 5) и локализации эффекта упрочнения пучка в незаполненной области внутри композита, предлагается метод пороговой обработки с контролируемым весом (WCT).Процедура состоит из измерения массы органических и неорганических компонентов отсканированных образцов с использованием результатов испытаний на выгорание в таблице 3. Сначала измеряется масса неорганического остатка (т. Е. Стекловолокна). Затем он используется в качестве целевого критерия итеративной и убывающей развертки уровней серого с 65 535 до 0. Для каждого шага общая масса, соответствующая вокселям уровней серого, которые выше, чем рассматриваемый порог, вычисляется на основе известного плотность стекловолокна (таблица 1).Затем аналогичная процедура применяется для определения порогового значения для матрицы ПП на основе массы сгоревшей органической матрицы. Используя сканированный составной образец и его точное трехмерное изображение μCT, определяются пороговые значения уровней серого волокна и матрицы. Метод WCT заключается в использовании этих идентифицированных пороговых значений для сегментации вокселей волокна и матрицы в любой подобласти, извлеченной из одних и тех же данных μCT. Как видно из таблицы 3, полученные массовые доли матрицы при CR 47 и 35% выше, чем соответствующее значение в случае неконсолидированного образца (27.9 и 26,8> 25,5). Такое изменение может быть связано с плохим контролем размера используемых образцов μCT в соответствии с техникой резки. Наименьшее содержание матрицы получается из полностью консолидированного образца (CR = 63%), что можно объяснить вытеснением термопластичной матрицы. Поскольку метод WCT также основан на глобальной гистограмме восстановленных трехмерных изображений, он может быть чувствительным к увеличению отношения шума к контрасту. Таким образом, относительные ошибки, которые могут возникнуть в результате неточной оценки как пороговых значений для стекловолокна, так и для полипропилена, вычисляются, как показано уравнением (6).

Ошибка = 100 × Voli-Vol0Vol0 (6)

, где Vol _i — объемная доля остаточной пустоты для модифицированной пары пороговых значений уровня серого стекловолокна и полипропилена. Vol ₀ — объемная доля остаточной пустоты, полученная методом WCT. На рисунке 8 показано, что относительные ошибки составляют менее 10% с отклонением ± 0,5% вокруг идентифицированных стеклянных волокон и пороговых значений PP из 16-битных закодированных изображений μCT. С увеличением CR неточный выбор порога для стекловолокна явно приводит к большим ошибкам, чем порог значений серого для полипропилена.Такое изменение в основном связано с эффектом частичного объема (зона «ii» на рисунке 4A) и более значительным смачиванием волокон матрицей. Фактически, эффект частичной громкости имеет место, когда уровень серого одного воксела кодирует информацию из более чем одного материала. Увеличение CR вызывает более плотную упаковку волоконного слоя и лучшую пропитку волокон. Учитывая размер вокселя 10 мкм, одни и те же элементы элементарного объема потенциально кодируют более одной фазы в наиболее уплотненных композитных образцах.

Рисунок 8 . Распределения относительных ошибок из-за наложенных изменений порога уровня серого для стекловолокна и ПП матрицы. (A – D) Соответственно степени уплотнения 0; 35; 47 и 63%.

Результаты и обсуждение

Сравнение методов сегментации K-Means-3c и WCT

Эволюция объемного содержания пустот, матрицы и волокон, полученных из изображений μCT после операций сегментации в соответствии с методами K-means-3c и WCT, демонстрирует аналогичные тенденции (Таблица 3).При CR 0% содержание пустот составляет 52,1 и 55,1% для методов K-means-3c и WCT соответственно. С увеличением CR разница между этими пустотами становится более значительной. Содержание пустот составляет 11,5 и 1% для методов K-means-3c и WCT, соответственно, в случае полностью уплотненного образца. В соответствии с изменением контраста и SNR по мере увеличения CR (Рисунок 7) значение контрастности находится в диапазоне от 0,45 до 0,5 (с SNR в диапазоне от 2,6 до 3.8), кажется, гарантирует сопоставимые значения для обоих методов сегментации изображения. Однако этот результат по-прежнему требует более обширных характеристик μCT на других образцах с коэффициентами уплотнения ниже 35% при использовании тех же параметров сбора данных. Кроме того, согласно измерениям плотности в Таблице 2, метод K-means-3c, по-видимому, обеспечивает более надежную оценку содержания пористости, когда эффект парциального объема является наиболее значительным (при самых высоких степенях уплотнения).

Как указано в разделе «Измерение качества 3D изображений μCT», артефакт упрочнения луча влияет на материалы с низкой плотностью, в частности на воздух в незаполненных зонах (зона «I» на рисунке 4A).Из-за последовательной сегментации волокон, матрицы и пустот метод WCT можно считать менее чувствительным к артефакту упрочнения пучка. Сравнение обоих методов сегментации также подтверждает, что эффективность автоматической кластеризации на основе уровней серого снижается из-за эффекта частичного объема, а не из-за усиления пучка. Для последующего анализа рассматриваются только сегментированные изображения, полученные методом WCT.

Механизмы пропитки

Уплотнение смешанных нитей участвует как в механической деформации волоконного слоя, так и в пропитке полимером между нитями и внутри нитей.Для ясности эти два явления анализируются в следующих разделах.

Влияние ступенчатой консолидации на деформацию волоконного слоя

Поскольку для анализа изображений μCT BWKF требуется априорное знание расположения нитей, рассматривается операция цветового кодирования, основанная на вычислении тензора структуры (Rezakhaniha et al., 2012; Naouar et al., 2014). Вычисления проводились послойно с учетом двумерного гауссова окна размером в один пиксель.Считается, что ориентация волокон в плоскости XY разделяет армирующие нити, выровненные в направлении X (90 °), и нити в направлении Y (0 °). Благодаря этой операции цветового кодирования трикотажные пряжи появляются во множестве неоднородных цветов из-за их подковообразной формы в плоскости XY (рисунки 9A, B). На основе данных структурного тензора были количественно определены доли площади волокна по толщине (в направлении Z) каждого анализируемого образца, которые представлены на рисунках 9C – F. Допускаются угловые отклонения <15 ° от направлений X и Y.Качественный анализ изображений μCT на рисунке 4 показывает, что в неконсолидированном состоянии BWKF пустоты между нитями образуют микроскопическую сеть открытых пор, возникающую в результате характерного расположения слоев и последовательности наложения преформы в направлении толщины. (Направление Z). Учитывая размер вокселя 10 мкм, очень трудно сделать какие-либо выводы о пористости внутри пряжи. Доли площади волокон на Фигуре 9C показывают четкое чередование оптимумов в направлениях X и Y.Эти оптимумы соответствуют чередующимся четырем слоям армирующих нитей используемой ткани из смешанной пряжи. Увеличение CR постепенно влияет на деформацию волоконного слоя и сеть макропустот. При CR 35% сжатие волоконного слоя в направлении толщины (направление Z) связано с уплотнением поперечных сечений армирующих нитей и шириной пиков доли площади на Фигуре 9D. Однако сила сжатия недостаточно высока, чтобы закрыть макромасштабные пустоты между слоями, которые составляют 23.5% от объема. При CR 47% форма поперечного сечения пряжи значительно уплощается. Кроме того, визуальный осмотр армирующих нитей, которые выровнены в направлении X, показывает повышенную извилистость, а внутри слоев ткани расположены пустоты внутри нитей. Из результатов определения доли площади волокон видно, что количество пиков волокон, выровненных в направлении X (рис. 9E), уменьшается по сравнению с неконсолидированным образцом (рис. 9C). Эти наблюдения предполагают начало вложения пряжи между слоями ткани (Djukic et al., 2013; Дойтранд и др., 2015). При самом высоком CR (63%) армирующая пряжа более плоская, а остаточные пустоты между пряжей располагаются вблизи вязальных пучков.

Рис. 9. (A, B) Ориентация стекловолокна с цветовой кодировкой из трехмерных изображений μCT, сегментированных с использованием метода WCT. (C – F) Распределение доли площади волокна в направлении Z со стеклянными волокнами, выровненными в направлениях X и Y.

Влияние поэтапной консолидации на локализацию матрицы

Учитывая пропорциональность между уровнями серого и коэффициентами ослабления рентгеновского излучения, сдвиг уровней серого от низкого к среднему и высокому значениям диапазона кодирует информацию о локализации каждого воксела.Фактически, матричные воксели с высоким диапазоном уровней серого находятся вблизи стеклянных волокон, а именно. на стыке и подразумевают хорошую пропитку. Напротив, матричный воксель более низкого диапазона уровней серого представляет собой локализацию чистой матрицы вдали от стеклянных волокон, а именно. вне пряжи. В соответствии с этим предположением, только уровни серого вокселей, представляющих матрицу, остаются неизменными в сегментированных трехмерных изображениях (рис. 10). Из-за эффекта частичного объема воксели, кодирующие пропитанные и / или сухие стеклянные волокна, кодируются как воксели волокна.Локализация матрицы проверяется на макро- и мезомасштабах, и результаты сопоставляются с репрезентативными наблюдениями на основе оптической микроскопии (рис. 10). Качественный анализ на макроуровне указывает на неоднородное распределение матрицы по толщине образцов. Пропитка пряжи зависит от их контакта с соседними пряжами и от метода смешивания, который различается для армирующей пряжи и пряжи для вязания. Фактически, в неконсолидированном образце (рис. 10А) расплав полимера, вероятно, пропитает неупакованные изолированные нити стекловолокна.Из-за отсутствия какой-либо внешней нагрузки на волокнистый слой предполагается, что пропитка волокон связана с начальным распределением полипропиленовых нитей. Используя черные чернила для окрашивания частично пропитанной пряжи, оптические микрофотографии той же пластины показывают, что чернила легко проникают в неуплотненные скопления сухих стеклянных волокон и неконтактные зоны между соседними нитями (рис. 10В). С увеличением CR (CR = 35 и 47%) сжатие волоконного слоя увеличивает проникновение матрицы в пряжу с относительно низкой упаковкой стеклянных волокон (Рисунки 10C – F).Наличие макропустот подтверждает, что матрица не заполняет макроскопические каналы между нитями (рис. 10E). На самом высоком уровне уплотнения (CR = 63%) матрица выдавливается из слоя волокна и больше агломерируется в некоторых карманах между перекрещивающимися нитями (рис. 10G). Оптическая микрофотография на Фигуре 10H показывает, что выдавливание матрицы из пряжи приводит к частично пропитанному центру уплотненных стеклянных нитей позади передней части матрицы. Принимая во внимание эффект частичного объема в обычных анализах μCT на основе поглощения, большие серые пятна, определенные в соответствии с цветовым кодированием, по-видимому, представляют зоны плохой пропитки стекловолокна с относительно низкой концентрацией матрицы.

Рис. 10. (A, C, E, G) Воксели матрицы с цветовой кодировкой из трехмерных изображений μCT, сегментированных методом WCT с использованием той же масштабной линейки. (B, D, F, H) Наблюдения с помощью оптической микроскопии в плоскости XZ образцов композитов.

Проведен локальный анализ, чтобы лучше понять механизмы пропитки в масштабе пряжи. Качественный анализ показывает разницу между трикотажной и армирующей пряжей и зависимость от контакта или отсутствия контакта с соседними нитями.Без приложения давления уплотнения к нагретой преформе расплавленные полипропиленовые волокна образуют пулы матрицы и сливаются внутри и снаружи пряжи, окружая скопления стеклянных нитей. Трубчатые поры, параллельные стеклянным волокнам, образуются внутри пряжи путем перекрытия пулов матрицы на границе соседних кластеров стеклянных нитей (рис. 11). Однако инфильтрация ПП в поперечном сечении пряжи более значительна вдали от зоны контакта. При CR 35% стекловолокно пропитывается, особенно в областях, прилегающих к макро- и мезоскопическим пустотам.Можно наблюдать деформацию поперечных сечений пряжи и обнаруживать локальное отклонение стекловолокна на внешнем слое пряжи. Давление сжатия в зоне контакта между перекрещивающимися нитями достаточно велико, чтобы уменьшить проницаемость пряжи, что затрудняет пропитку. При CR 47% полимер выдавливается из сердцевины пряжи из-за высокого уплотнения волокон стекловолокна. Сердцевина становится потенциально сухой зоной, а матрица полипропилена более локализована вдоль ограниченных краев пряжи.Это означает, что поток более значительный в основном направлении армирующих нитей. При высокой степени уплотнения (CR = 63%) макроскопические карманы матрицы агломерируются вокруг контактных площадок, образовавшихся после наложения пряжи. Матрица также агломерируется в ограниченном пространстве, ограниченном контактными поверхностями между армирующими нитями (ориентированными под 0 и 90 ° в плоскости XY) и внутри сплющенных подковообразных петель для вязания. Между тем, матрица проникает в основном между стекловолокнами вблизи этих карманов матрицы.В случае трикотажных нитей наблюдения на мезомасштабе на Фигуре 12 указывают на значительную деформацию вне плоскости этих нитей с плохой пропиткой боковых зон стекловолоконной пряжи. Также заметно, что подковообразные петли являются потенциальными местами для образования пустот на макроуровне.

Рисунок 11 . Степень пропитки армирующих нитей в случае бесконтактных (A, C, E, G) и контактных (B, D, F, H) .

Рисунок 12 .Степень пропитки трикотажных нитей. (A – D) Соответственно степени уплотнения 0; 35; 47 и 63%.

Выводы

В текущем исследовании было доказано, что комбинация поэтапной консолидации и лабораторного сканирования с помощью микро-компьютерной томографии является многообещающим методом для анализа механизмов консолидации двухосных уточных трикотажных тканей, изготовленных из смешанных стеклянных / термопластичных нитей. Результаты методов пороговой обработки с использованием K-средних и взвешивания показали, что для использования автоматических алгоритмов, основанных только на уровнях серого, требуется значение контрастности, которое находится в диапазоне от 0.45 и 0,5 (с отношением сигнал / шум в диапазоне от 2,6 до 3,8), по-видимому, гарантируют сопоставимые значения для обоих методов сегментации изображения. Тем не менее, этот результат по-прежнему требует более обширных характеристик μCT на других образцах с коэффициентами уплотнения ниже 35% для тех же параметров сбора данных. Также было продемонстрировано, что эффект частичного объема более критичен, чем усиление пучка рентгеновских лучей.

На основе структурно-тензорного кодирования сегментированного стекловолокна и локализации термопластической матрицы были проанализированы механизмы пропитки.Качественный анализ продемонстрировал высокую корреляцию между уплотнением волоконного слоя и локализацией матрицы, а также различие в механизме пропитки армирующей и трикотажной пряжи. Вязальные нити труднее всего пропитать из-за их высокой деформации вне плоскости и их первоначального расположения бок о бок из термопластичных и стекловолоконных нитей. Петли в форме подковы были идентифицированы как потенциальные зоны для образования остаточных пустот внутри пряжи.С точки зрения обработки, пропитка стекловолоконной пряжи термопластом является наиболее эффективной при степени сжатия, которая находится в диапазоне от 35 до 47%, а не при 63%. Таким образом, увеличение времени выдержки при промежуточной степени уплотнения с использованием низкой скорости уплотнения перед окончательным закрытием формы во время уплотнения может улучшить качество пропитки готовой детали.

Необходима дополнительная работа для определения оптимальной последовательности уплотнения для дальнейшего уменьшения воздухововлечения и, следовательно, количества остаточных пустот.Настоящее исследование представляет собой первый шаг к разработке модели уплотнения для двухосных уточных трикотажных тканей, изготовленных из смешанных термопластичных / армирующих волокон. Принимая во внимание физику, обеспечиваемую сканированием μCT, нельзя пренебрегать связью между механической деформацией волоконного слоя и потоком термопластической матрицы.

Заявление о доступности данных

Наборы данных для этой рукописи являются собственностью IMT Lille Douai и не являются общедоступными.Запросы на доступ к наборам данных следует направлять соответствующему автору и Аяди, [email protected].

Взносы авторов

AA участвовал в разработке экспериментальной работы на основе рентгеновской микротомографии, в постобработке изображений и интерпретации экспериментальных данных, а также внес значительный вклад в составление статьи. MD-L предоставила свои знания для изготовления композитных образцов и внесла свой вклад в проверку чертежей.CP внесла значительный вклад в интерпретацию механизма пропитки и в составление статьи. PK отвечал за глобальное управление проектом, координацию действий POPCOM и проверку проекта.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность Европейскому Союзу (Европейский фонд регионального развития FEDER), французскому государству и совету региона От-де-Франс за софинансирование ELSAT 2020 в рамках проекта CISIT (действие POPCOM), и особенно грант на получение докторской степени AA.

Платформа ISIS4D X-Ray CT была профинансирована Международным кампусом по безопасности и интермодальности на транспорте (CISIT), регионом Нор-Па-де-Кале, Европейским сообществом и Национальным центром научных исследований. Авторы также выражают признательность этим учреждениям за поддержку.

Авторы также благодарны Институту текстильного машиностроения и высокопроизводительных текстильных технологий (Дрезден, Германия) за предоставленные ткани уточного трикотажа.

Список литературы

Алагирусами Р., и Огале, В. (2004). Смешанная и воздушно-струйная гибридная пряжа для термопластичных композитов. J. Ind. Text. 33, 223–243. DOI: 10.1177 / 1528083704044360