Стоит ли доверять композитной арматуре

Композитная арматура – сравнительно молодой в строительстве материал, который, несмотря на свой возраст, успел себя положительно зарекомендовать среди сообщества строителей, и прочно обосноваться на стройплощадке, потеснив стальную арматуру. Это – материал, состоящий из нескольких компонентов. Точнее, основных компонентов два:

1. Волокна, которые несут основную нагрузку, и непрерывно тянутся по всей длине арматурного стержня. Объем волокон должен быть не менее 75% от массы арматуры.
2. Связующее на основе термореактивных смол, благодаря которому компоненты соединяются в единое целое.

Диаметр арматуры, согласно нормативному документу ГОСТ 31938-2012, устанавливается и используется следующий: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 и 32 мм. Из них диаметры от 4 до 8 производятся и продаются в скрученном виде (мотках, барабанах), что облегчает транспортировку. Остальные диаметры производятся и продаются в прутках со стандартной длиной 6 – 12 метров.

Состав композитной арматуры бывает различный, и, в зависимости от компонентов, меняются свойства и себестоимость готового продукта.

Какая бывает композитная арматура

Классификация композитной арматуры в соответствии с составом волокон, несущих основную нагрузку, следующая:

• стеклопластиковая,
• базальтокомпозитная;
• углекомпозитная,
• арамидокомпозитная
• комбинированная композитная арматура.

В последнем варианте разные волокна комбинируются в необходимой пропорции. Оптимальный вариант по себестоимости и свойствам – стеклопластиковая арматура, которая и получила наибольшее распространение.

На наружную оболочку композитной арматуры следует обратить особое внимание. Арматура (и композитная, и стальная) должна как можно плотнее сцепляться с бетоном, который она армирует, и эту задачу решает именно наружная поверхность. У разных производителей оболочка выполнена по-разному; например, где-то – это выступы волокон определённой формы, где-то – песок крупной фракции, и т.д.

Как правильно укладывать композитную арматуру

Перед заливкой бетонного элемента композитная арматура укладывается и вяжется в виде пространственного жесткого каркаса. Если вы покупали материал в бухте, её необходимо размотать, разрезать на нужные отрезки, и дать ей распрямиться, отлежаться, вернуть свою форму.

Далее, мы определяем необходимую для нашего бетонного изделия форму каркаса (или прибегая к помощи квалифицированных специалистов, или ищем информацию в интернете, и на свой страх и риск сами проектируем каркас). К сожалению, каждое изделие индивидуально, и в каждом конкретном случае правильный путь – это работа инженера-проектировщика, который в составе проекта дома, опираясь на расчетные данные проекта дома, предоставит дополнительно формы и размеры каркасов для армирования, а также диаметр арматуры и другие данные.

В местах пересечения прутков их необходимо зафиксировать. Фиксация выполняется либо при помощи специальных кляймеров (это идеальный вариант), либо при помощи пластиковых хомутов, если нет специализированного крепежа. Угловые пересечения прутков могут быть выполнены либо в металле (комбинируем композитный каркас и стальную арматуру), либо могут быть изготовлены на заводе-производителе цельнолитым элементом.

Так, как композитный каркас имеет малую жесткость и меняет свои размеры от малейших наружных воздействий, его необходимо закрепить. Идеальным решением будет применение стальных элементов каркаса, которые увеличат жесткость и позволят композитным пруткам не сдвинуться с места при заливке бетоном.

Что лучше: композитная или стальная арматура?

Поскольку до композитной арматуры свойства бетона улучшали исключительно стальной арматурой, и композитная арматура является прямым конкурентом стальной, повсеместно принято сравнивать два вида арматуры. Сравним и мы.

Итак, плюсы композитной арматуры:

1. Вес. Композитная арматура весит меньше в несколько раз.
2. Форм-фактор. Композитная арматура малых диаметров продается в скрученном виде, в бухтах. Это позволяют транспортировать её на личном автомобиле.
3. Коррозия на стеклопластиковую арматуру не распространяет свое действие, в отличие от стальной арматуры. Вследствие этого, более долгая служба.
4. Не проводит электричество. Не создает препятствий для радиосигналов, для сигналов мобильных телефонов.
5. Более устойчива к воздействию отрицательных температур. Сталь при низких температурах становится более хрупкой, композитная арматура сохраняет свои свойства.
6. Теплопроводность небольшая, вследствие этого дом, армированный композитной арматурой, в холодное время года лучше сохраняет тепло.
7. Экологична. Не наносит вред природе при разложении.

Минусы композитной арматуры:

1. Не пластична. Арматуру в условиях строительства часто необходимо гнуть, с последующим сохранением формы. Стальная арматура гнется и фиксируется в согнутом положении, а вот стеклопластиковая, к сожалению, нет. После того, как термореактивная смола-связующее затвердеет, изменить её форму уже нельзя, можно только сломать. Но выход есть, и даже не один: можно заказать на заводе арматуру какой угодно формы или комбинировать стальную и композитную арматуру.
2. Не сваривается. К сожалению, сварка композитной арматуры невозможна. Но есть решение. Если есть такая необходимость, можно использовать композитную арматуру, оканчивающуюся металлическими прутками. Соединение композитной арматуры и металлического прутка выполняется на производстве.
3. Не стойка к тепловому разрушению. Держит температуру до 150-160 градусов по цельсию. То есть, при пожаре бетон, армированный стальной арматурой, при разрушении повиснет на прутках стали, а вот бетон с композитной арматурой после нагрева более 150 градусов, просто упадет.
4. Высокая вредность при резке. При обработке образуются мельчайшие острые частицы, загрязняющие рабочее пространство, угрожающие дыхательным путям, органам зрения.
5. Не жесткая. Модуль упругости композитной арматуры меньше аналогичного у стальной в 4 раза. То есть, для того, чтобы армированный композитной арматурой бетон работал на растяжение так же, как армированный стальной арматурой, нужно увеличить диаметр композитной арматуры. Пример: диаметр стальной арматуры 12 мм, диаметр композитной арматуры должен быть 24 мм. То есть, это не выгодно экономически, и для перекрытий лучше брать стальную арматуру.

Вывод: Композитная арматура имеет как плюсы, так и минусы. Поэтому, в каждом конкретном случае нужно тщательно взвесить все качества стальной и композитной арматуры, и выбрать для себя нужный вариант в соответствии с конкретной ситуацией.

Стеклопластиковая арматура: что это такое,виды,монтаж,свойства,применение,вес,диаметр,шаг навивки

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

Что такое стеклопластиковая арматура?

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

Варианты упаковки и транспортировки АСП.

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

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

Основные свойства

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

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

Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры

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

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

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

График замены стальной арматуры на композитную

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

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

Виды

Стеклопластиковая арматура классифицируется по типам используемых в производстве материалов. Это неметаллическое сырье минерального или искусственного происхождения. Промышленность предлагает следующие виды:

• Стеклокомпозит (АСП) – представляет собой термически обработанную смесь продольно расположенного стекловолокна и полимерных смол.
• Базальтовая арматура или базальтокомпозит (АБП) – делается из базальтовых волокон, соединенных между собой органическими смолами.
• Арматура углепластиковая или углекомпозитная (АУК) – обладает повышенной прочностью и изготавливается из углеводородных соединений. Она дороже композитной.
• Арамидокомпозит (ААК) – в основе полиамидные волокна наподобие капроновых нитей.
• Комбинированный композит (АКК) – в основе находится стержень из стекловолокна, на который плотно наматывается базальтопластик. Этот тип – не базальтопластиковая арматура, с чем ее путают, поскольку она имеет стекловолокнистый стержень.

Показатель	АСП	АБП	АУК	ААК
Предел прочности при растяжении, МПа	800-1000	800-1200	1400-2000	1400
Модуль упругости при растяжении, ГПа	45-50	50-60	130-150	70
Предел прочности при сжатии, МПа	300	300	300	300
Предел прочности при поперечном срезе, МПа	150	150	350	190

Производители предлагают большой выбор стеклопластиковой арматуры по толщине. Это дает возможность сделать как тонкую сетку в 4 мм, так и прочный армирующий каркас диаметром в 32 мм для несущих конструкции. Она поставляется в виде нарезных хлыстов или бухтами длиной до 100 м.

Этот материал выпускается двух видов профиля:

• Условно-гладкого. Сделана из основного стержня с напылением слоя кварцевого песка мелкой фракции, улучшающего адгезию с бетонной смесью;
• Периодического. Изготовлена из стержня, на который плотно наматывается стекловолоконный жгут, в результате чего на пруте появляются анкерные ребра, надежно удерживающие ее в толще бетона.

Преимущества и недостатки

Стекловолоконная арматура новый строительный материал, набирающий популярность, обладает характеристиками, позволяющими использовать ее для несущих конструкций. К ее преимуществам относят:

• Устойчивость к коррозии. Можно использовать стеклопластик в агрессивных средах. По этому показателю данный материал в 10 раз превосходит металл.
• Низкая теплопроводность, составляющая 0,35 Вт/м∙⁰С, что позволяет повысить теплоизоляцию бетонного монолита, устраняет риск появления мостиков холода. Для сравнения показатель теплопроводности у стали — 46 Вт/м∙⁰С.
• Высокое удельное сопротивление позволяет применять ее при строительстве мостов, железнодорожных конструкций, линий электропередач и других сооружений, где существует риск пробития электрическим током под высоким напряжением.
• Малый удельный вес, что позволяет снизить давление конструкций на поверхность грунта, фундамента. Средняя плотность этого материала 1,9 кг/м³, а у стали в четыре раза больше – 7,9 кг/м³.
• Стоимость армирования стеклопластиком почти в 2 раза ниже, чем металлическим прутом.
• Применение в широком диапазоне температур. Она не теряет своих свойств в при температурах от -60 до +90⁰С.
• В отличие от металла, стеклопластик имеет схожий с бетоном коэффициент термического расширения, поэтому монолит с таким армированием, при перепадах температуры не растрескивается.
• Для монтажа армирующей сетки не понадобится сварочный аппарат, ее достаточно соединить пластиковыми жгутами и фиксаторами.

Как любой материал, полимерная арматура на основе стеклопластика имеет недостатки, которые учитываются при эксплуатации:

• Недостаточная устойчивость стеклопластика к высоким температурам, смолы, применяемые для связи волокон, возгораются при температуре 200⁰С. Для частных домов или подсобных помещений это не проблема, но на промышленном объекте, где бетонный монолит должен быть огнеупорным, применение данной арматуры неприемлемо.

• Почти в 4 раза меньший показатель модуля упругости по сравнению со сталью.
• При подготовке сетки, согнуть композит под нужным углом практически невозможно, из-за низкой прочности на излом, такие элементы приходится заказывать на заводе.
• Один из минусов стеклопластиковой композитной арматуры – она не позволяет делать жесткое армирование, а его прочность со временем незначительно, но снижается.

Где используется стеклопластиковая арматура

Области применения СПА:

• Армирование фундаментов, стяжек, стен в гражданском и производственном строительстве.
• Укрепление автомагистралей, дорог местного значения.
• Использование в качестве стержней, сеток в сооружениях из бетона.
• Возведение многослойных кирпичных стен, газосиликатных блоков.
• Строительство канализационных, мелиорационных сооружений.
• Проведение утепления зданий. СПА позволяет увеличить сцепление бетонных плит, между которыми прокладывается утеплитель.
• Реконструкция, строительство объектов с повышенной сейсмической устойчивостью.
• Возведение сооружений в портах, укрепление побережья.
• Армирование конструкций из клееной древесины.

Использование композитной арматуры актуально для конструкций, эксплуатация которых будет осуществляться в контакте с агрессивными средами.

Как проводится вязка

Залогом создания надежного армирующего каркаса является грамотное соединение элементов, его составляющих. Методика проведения работ зависит от специфики объекта, технического задания строительного проекта. Существует несколько способов соединения.

• Клипсами. Прутья фиксируются с помощью специальной планки с жимами. Этот способ является самым простым, быстрым и удобным. Крепление составных частей осуществляется под углом 90°. Размер клипс обязательно должен соответствовать диаметру применяемой арматуры. Такое соединение обеспечивает прочность, жесткость конструкции.
• Пластиковыми хомутами. Это второй по простоте метод соединения СПА. Хомуты затягиваются на пересечении прутьев. Для большей жесткости проводится перекрестное соединение сразу двух хомутов. С помощью кусачек удаляется лишняя часть крепежа. Оставлять торчащие концы не рекомендуется, так как они могут образовывать пустоты. Влага, попадающая в них, отрицательно скажется на прочности, долговечности сооружения.
• Металлической проволокой. В данном случае используются простой или полуавтоматический крючок. Метод подходит для прутков различных диаметров.

Для соединения СПА существуют специальные крепежи, фиксирующиеся на защелки. Есть специальные пистолеты для автоматической вязки, скрепляющие пруты на скобы или проволоку.

Вязка СПА при армировании стяжек

Оформление бетонных полов, толстых стяжек и плитных фундаментов осуществляется с помощью пластиковых стоек. Каждая из них является самостоятельным армирующим элементом. Прутья крепятся под прямым углом обжимными защелками по краям стойки. Для такого соединения не требуется нарезать большие куски арматуры и проводить вязку между горизонтальными слоями.

Для тонких стяжек допускается использование клипс для композитной арматуры, имеющих С — образную форму. С их помощью легко получить требуемый зазор между основанием и армирующей сеткой.

Вязка стеклопластиковой арматуры для ленточного фундамента

При наличии пересечений, углов, боковых примыканий каркасные линии соединяются с помощью П — образных деталей. Они позволяют связать наружную арматуру с перпендикулярной сеткой. Формирование углов проводится креплением Г — образных прутков с основным каркасом двумя обвязками проволокой. Образующийся перехлест должен быть не менее 300 мм. Готовые арматурные сетки соединяются прямыми отрезками. Все пересечения вяжутся внутри опалубки на месте установки. Расстояние от ее границ должно быть не менее 25 мм.

Не рекомендуется нагревать арматурные пруты для создания изгиба самостоятельно. Это может привести к потере прочностных характеристик материала. Во избежание проблем заказываются готовые пруты нужной формы.

Обвязка – важный процесс, позволяющий получить прочную каркасную конструкцию. Гарантией качества служит соблюдение технологии.

Сетка из стеклопластиковой арматуры

Армирующая сетка представляет собой однослойный плоский каркас. Он состоит из прутков, расположенных перпендикулярно друг к другу, соединенных на месте стыков. Их основной функцией является увеличение прочности, устойчивости к деформации монолитных и сборных конструкций.

Преимущества композитной кладочной сетки:

• прочность;
• легкость монтажа;
• небольшой вес;
• удобность в транспортировке;
• долговечность;
• коррозионная стойкость;
• высокая прочность сцепления;
• диэлектрические свойства;
• экологичность;
• стойкость к деформации.

Композитная сетка используется в следующих случаях:

• армирование кирпичной кладки;
• выполнение стяжки, выравнивания полов;
• заливка плит фундаментов, стен цокольных этажей;
• укрепление стеновых панелей, перекрытий;
• бетонирование автодорог;
• армирование бетонных изделий, гипсовых скульптур, декоративных элементов зданий;
• укрепление стен гидросооружений;
• сооружение мостов, укрепление набережных.

Использование композитной сетки сокращает в 2 раза образование поперечных трещин на строительных объектах. Данный вид армирующих изделий постепенно вытесняет аналогичный по назначению металлопрокат.

Как и из чего производят стеклопластиковую арматуру

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

Технологическая линия производства стеклопластиковой арматуры

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

Устройство подогрева и разделения нитей

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

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

Отрезной механизм – последнее звено в производстве композитной арматуры

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

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

Параметры – вес, диаметр, шаг навивки

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

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

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

Выбор диаметра стеклопластиковой арматуры

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

Сравнительные характеристики СПА и стальной арматуры

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

Особенности монтажа СПА

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

Горизонтальное армирование фундамента

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

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

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

Как избежать проблем?

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

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

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

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

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

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

характеристики, плюсы и минусы композитной арматуры

Армирование бетонных монолитных конструкций пластиковыми материалами находит все более широкое применение в строительстве. Это объясняется такими эксплуатационными качествами как высокая прочность, долговечность и отсутствие коррозии. Последнее обстоятельство является особенно важным при возведении гидротехнических сооружений, мостов и фундаментных оснований.

Классификация

Производители строительных материалов выпускают 5 видов композитной арматуры из пластика:

• стеклокомпозитную или стеклопластиковую – АСК;
• углекомпозитную – АУК;
• базальтокомпозитную – АБК;
• арамидокомпозитную – ААК;
• комбинированную – АКК.

Из названия можно понять, какой материал является базовой основой для изготовления пластиковой арматуры.

Общее описание и технология изготовления

Благодаря низкой стоимости и хорошим эксплуатационным качествам, наибольшее распространение получила арматура из стекловолокна. Ее прочность немного ниже, чем у других композитов, но снижение затрат оправдывает ее применение. Для его изготовления используют:

• штапельное стекловолокно;
• эпоксидные термореактивные смолы в качестве связующего;
• специальные полимерные добавки для повышения прочности и улучшения других характеристик.

Композитная стеклопластиковая арматура для фундамента может иметь гладкую или рифленую поверхность. По технологии изготовления первоначально из стекловолокна формируют жгуты необходимого диаметра и пропитывают их эпоксидной смолой. После, для получения рифленого переменного сечения, поверхность гладкого прута обматывают по спирали шнуром, который так же сплетен из стекловолокон. Затем полученные заготовки полимеризируют в печи при высокой температуре и, после охлаждения, режут на прямые отрезки или сматывают в бухты.

Технические характеристики

Производство периодического профиля и технические характеристики стеклопластиковой арматуры регламентируются ГОСТ 31938-2012. Стандарт определяет:

• виды пластиковой арматуры в зависимости от применяемых материалов;
• номинальные диаметры в пределах от 4 до 32 мм;
• длину прямых стержней от 0,5 до 12 метров;
• возможность поставки материалов в бухтах при диаметре до 8 мм включительно;
• маркировку и условные обозначения;
• способы контроля качества;
• правила хранения и транспортировки.

Характеристика видов композитной арматуры.

Вес материала зависит от величины поперечного сечения и может находиться в пределах от 0,02 до 0,42 кг/м.

Вес пластиковой арматуры.

Данные о предельной прочности и упругости, приведенные в ГОСТ, показывают, что эти параметры превышают характеристики стального проката при одинаковых диаметрах. Это позволяет использовать полимерную арматуру в особо ответственных конструкциях или при необходимости уменьшения сечений армирующих материалов.

Область и способ применения

Пластиковая арматура является современной альтернативой металлическому прокату. Одинаковая форма прутов позволяет ее использование по технологии аналогично стальной. Арматурный каркас из композитной пластиковой арматуры формируется в виде плоской сетки или пространственной конструкции, предназначенной для усиления и повышения прочности железобетонных монолитов.

Полимерные армирующие материалы применяют при строительстве дорог, мостов, гидротехнических сооружений, колонн, стен, перекрытий, фундаментов и других монолитных конструкций.

Основная нагрузка приходится на продольные пруты конструкции. Они имеют большее сечение и расположены на расстоянии не более 300 мм друг от друга. Вертикальные и поперечные элементы могут находиться на расстоянии 0,5-0,8 м. Соединение отдельных прутов в местах пересечений осуществляется при помощи полимерных стяжек или вязальной проволоки. Стыковка отдельных стержней на одной горизонтальной линии осуществляется внахлест.

Преимущества пластиковой арматуры

При сравнении композитных прутов с металлическими (сравнение мы уже проводили в этой статье), явно определяется ряд плюсов и минусов пластиковой арматуры. К ним относят:

• уменьшение веса арматурного каркаса в 5-7 раз;
• более высокую прочность, позволяющую уменьшить диаметр стержней;
• устойчивость к коррозии и химическим веществам в составе бетона;
• простой монтаж и высокая скорость сборки армирующих каркасов;
• упрощенная технология создания конструкций круглой и овальной формы;
• отличные диэлектрические и теплоизоляционные свойства;
• удобство транспортировки.

Кроме этого, следует отметить неограниченную длину прутов у материалов, поставляемых в бухтах, а так же простой раскрой заготовок необходимой длины.

Арматура, изготовленная на основе стеклопластика, на 20-30% уступает по прочности другим композитам, но существенно дешевле. Поэтому такой материал пользуется более высоким спросом в строительстве.

Недостатки

В числе главных минусов композитных армирующих материалов специалисты называют:

• низкую предельную температуру использования, не превышающую 60-70°C;
• слабую механическую устойчивость при поперечных нагрузках;
• невозможность сгиба с малым углом закругления и необходимость использования специальных элементов.

Следует отметить отсутствие нормативной базы на применение полимеров для армирования бетона и, зачастую, недостоверные технические данные от изготовителя материала. Это затрудняет проведение расчетов и вынуждает собирать конструкции с запасом прочности.

Технология армирования фундаментов композитными материалами

Небольшой вес пластиковой арматуры для фундамента упрощает процесс сборки арматурного каркаса любой конструкции. При этом, благодаря повышенной прочности материала, диаметр поперечного сечения берется на один номер меньше, чем для металлических аналогов.

Технологический процесс монтажа бетонных монолитных конструкций с применением полимерных стержней состоит из следующих этапов:

1. установка опалубки и отметка уровня заливки бетонной смеси;
2. сборка и установка армирующего каркаса;
3. заливка бетона в опалубку;
4. снятие опалубочных щитов.

Работы по монтажу армированных монолитных конструкций необходимо выполнять в соответствии с принятыми проектными решениями. Конфигурация палубы должна полностью соответствовать размерам и форме фундамента. В качестве опалубочного материала можно использовать штатные щиты заводского изготовления, доски, влагостойкую фанеру или ДСП. Для несъемной опалубки чаще всего применяют листовой пенополистирол.

После сборки и закрепления опалубочных щитов, на их внутренней стороне, при помощи водяного уровня, делают отметки верхнего предела заливки бетонной смеси. Это сократит время выполнения работы и поможет более равномерно распределить бетон.

Пространственный армирующий каркас для ленточного фундамента

Схема армирования фундамента, укладки и диаметр прутьев всегда указываются в проекте. Применение композитной арматуры, особенно на основе углеволокна, позволяет уменьшить диаметр стержней на один размер. Укладка материала должна точно соответствовать расчетным данным. Сборка каркаса производится на ровной площадке.

Работа начинается с нарезки заготовок. Для этого из бухты отматывают отрезки необходимой длины и устанавливают из на подставки на высоте 35-50 мм над опорной подушкой или грунтом. После этого укладываются поперечные перемычки, согласно чертежу, и в местах пересечений связываются проволокой или стяжками. Таким образом будет собран нижний ряд пространственного арматурного каркаса.

На следующем этапе необходимо собрать решетку, полностью аналогичную первой, уложить ее сверху и после этого нарезать вертикальные стойки проектной длины. Первая стойка привязывается на углу плоских решеток, вторая — на соседнем пересечении, в итоге так постепенно образуется пространственная конструкция. Если горизонтальных рядов больше, то вторая решетка фиксируется на нужной высоте, а потом закрепляется следующая. Вертикальная стойка в этом случае представляет собой один целый отрезок.

При сборке каркаса необходимо помнить, что концы арматурных прутов должны находиться от опалубки на расстоянии 35-50 мм. Это создаст защитный слой бетона и увеличит эксплуатационный срок конструкции. С этой целью очень удобно использовать специальные пластиковые фиксаторы.

Пластиковые фиксаторы.

На дно траншеи необходимо насыпать песчано-щебеночную подушку и хорошо ее утрамбовать. После этого слой песка рекомендуется накрыть геотекстилем или гидроизолирующим материалом. Это предотвратит поступление влаги к бетону и прорастание сорных растений.

Горизонтальное армирование плитных фундаментов

При заливке фундаментных оснований плитного типа применяют технологию горизонтального армирования. Ее главная особенность заключается в отсутствии поворотных и примыкающих участков. Обычно это две сетки, расположенные друг над другом из длинных прямых прутов и вертикальных стоек.

Все работы выполняются по месту. Сначала, по проектному чертежу, вяжется нижняя сетка, а поверх нее укладывается верхняя. После этого устанавливаются вертикальные стойки, как было рассказано для ленточных конструкций. Нижняя сетка должна быть обязательно установлена на подставки.

Заливка бетона на пластиковый арматурный каркас

Технологически заливка бетонной смеси ничем не отличается от работ при использовании стальной арматуры. Однако, учитывая меньшую прочность материала при боковом радиальном воздействии, уплотнение вибратором следует производить осторожно, чтобы не нарушить целостности пластиковых прутов.

Использовать ручную трамбовку не рекомендуется, т.к. давление бетона может изменить конфигурацию армирующей конструкции.

виды, плюсы, область применения, армирование композитной арматурой

Разработки композитной арматуры велись ещё в прошлом веке, но целесообразным стало её производить и использовать только недавно.

Этому способствовали доступность сырьевой базы и внедрение новых технологий в процесс изготовления. Часто такую продукцию называют стеклопластиковой или базальтопластиком.

В основном разные определения даются из-за разницы комбинаций применяемого сырья. Но на качество и прочность изделий это не влияет. От стальных аналогов отличается внешним видом.

Посмотрите видео о применении композитной арматуры

Состав и особенности

Материал представляет собой строительный стержень, подобный арматуре из стали, но сделанный из следующих компонентов:

— стекла;

— базальта;

— углерода;

— арамида;

— полимерные добавки.

Изделия из стекла светлого цвета с желтоватым оттенком. Стержни из базальта и углерода чёрные. Периодическое сечение, как и в металлических изделиях, обеспечивает прочность армированной бетонной конструкции. Некоторые производители включают в состав цветные пигменты. На свойства и характеристики этот факт никак не влияет.

Виды композитной арматуры

Классификация видов композитной арматуры напрямую зависит от основного компонента в составе.

• АБП (базальтовое изделие) производится с применением волокон базальта и смол органического происхождения, которые выполняют функцию связующего элемента. Отличительным качеством вида является устойчивость к воздействию агрессивных веществ и сред (щелочей, солей, газов).

• АСП (стеклопластиковое изделие) получается в результате смешивания стекловолокна и термореактивных смол. Достоинством данного вида считается высокая прочность при небольшом весе.

• АУП (углепластиковое изделие) состоит на основе углеводорода. Обладает высокой прочностью, но ввиду высокой себестоимости данный вид не получил широкого спроса.

• АКК (комбинированное изделие) производится на основе базальта и стекловолокна. Отличается высокими показателями износостойкости и широкой областью применения.

Плюсы композитной арматуры

Композитная арматура стремительно завоевала популярность на строительном рынке. Это обусловлено её техническими показателями и долговечностью. Среди преимущественных качеств:

— не подвергается коррозии;

— влагостойкость;

— длительный эксплуатационный период;

— показатели прочности, превышающие металлические аналоги;

— низкий показатель теплопроводности, исключающий образование мостиков холода в бетонной конструкции;

— диэлектричность, исключающая помехи при прохождении радиоволн;

— удобная транспортировка ввиду малого веса и возможностью перевозить изделие в бухтах;

— доступная цена.

Область применения композитной арматуры

Материал активно используется в разных строительных работах:

• при закладке фундамента строений, особенно в тех, которые эксплуатируются в условиях агрессивной среды;

• в укрепительных конструкциях оснований и несущих стен;

• в частном строительстве;

• для армирования дорожного полотна;

• для укрепления откосов насыпей;

• для изготовления связующей конструкции при возведении зданий;

• для укрепления грунта в шахтах и др.

Особенности армирования конструкции композитной арматурой

При армировании конструкции композитным материалом трудностей не возникает. Мастера привычным способом рассчитывают диаметр стержней и параметры ячеек с учётом несущей способности конструкции. Каркас изготавливается с помощью использования вяжущей проволоки или электротехнических пластиковых хомутов. Для выполнения соединений проволокой потребуется специальный крючок и вязальная машинка автоматического типа. Хомуты крепятся вручную. Также допускается соединять элементы арматуры пластиковыми клипсами. Использовать привычный сварочный аппарат на диэлектричном материале невозможно.

Разрезать прутья рекомендуется болгаркой. Сам процесс раскроя осуществляется намного быстрее, чем со стальными аналогами.

Верх каркаса должен находиться не более чем на 3 см ниже поверхности фундамента. Для регулировки высоты можно подкладывать кирпич под низ каркасной конструкции.

Придать стержню изгиб или другую форму на строительных площадках не получится. При механическом воздействии он может попросту сломаться. Если в процессе работы потребуется изогнутая арматура, можно заказать у производителя подходящее изделие. Изменить форму можно только в процессе изготовления.

При определении размеров композитной арматуры следует воспользоваться показателями из технических характеристик. По сравнению со стальными стрежнями на одинаковые нагрузки стеклопластиковые изделия используются в меньшем диаметре.

        Поделиться:

Композитная арматура — это… Что такое Композитная арматура?

Композитная арматура (англ. fibre-reinforced plastic rebar, FRP rebar) — неметаллические стержни из стеклянных, базальтовых, углеродных или арамидных волокон с выполненными на поверхности поперечными или спиральными ребрами, пропитанных термореактивным или терпопластичным полимерным связующим и отверждённых. Арматуру, изготовленную из стеклянных волокон, принято называть стеклопластиковой (АСП), из базальтовых волокон — базальтопластиковой (АБП), из углеродных волокон — углепластиковой.

Благодаря своим физико-механическим характеристикам и техническим преимуществам композитная арматура является значимой альтернативой арматуре из металла, как обладающую сочетанием высокой прочности и коррозионной стойкости. Композитная арматура также применяется в виде гибких связей для трёхслойных кирпичных и других штучных материалов, монолитных железобетонных стен с кирпичной облицовкой.

Стеклопластиковая арматура (АСП)

АСП — композитная арматура со спиралевидным поперечным рифлением, изготавливаемая из стекловолокна, придающего прочность и термореативных смол, выступающих в качестве связующего. Одним из основных преимуществ этого строительного материала являются легкий вес и высокая прочность.

АСПЭТ

Композитная арматура АСПЭТ — арматура из стеклоармированного полиэтилентерефталата с поперечным рифлением, изготавливаемая по технологии пултрузии из стекловолокна и термопластичного полимера.

Базальтопластиковая арматура (АБП)

АБП — композитная арматура с продолным рифлением, изготавливаемая из базальтового волокна и смолы. Существенным отличием данного строительного материала от перечисленных выше — является высокая термо- и огнестойкость. Однако стоимость АБП в значительной степени превышает не только арматуру из металла и АСПЭТ, но и стоимость АСП.

Применение композитной арматуры

Композитная араматура применяется в промышленном и гражданском строительстве для возведения жилых, общественных и промышленных зданий, в малоэтажном и коттеджном строительстве для применения в бетонных конструкциях, для слоистой кладки стен с гибкими связями, для ремонта поверхностей железобетонных и кирпичных конструкций, а также при работах в зимнее время, когда в кладочный раствор вводятся ускорители твердения и противоморозные добавки, вызывающие коррозию стальной арматуры.

В дорожном строительстве применяется для сооружения насыпей, устройства покрытий, для элементов дорог, которые подвергаются агрессивному воздействию противогололёдных реагентов, для смешанных элементов дорог (типа «асфальтобетон — рельсы»). Также применяется для укрепления откосов дорог, в строительстве мостов (проезжая часть, ездовое полотно пролётных строений, опоры диванного типа), для берегоукрепления.

Характеристики композитной арматуры

Характеристики	Металлическая арматура класса А-III (А400С) ГОСТ 5781-82[1]	АСПЭТ — Арматура полимерная стеклоармированная ТУ BY691148143.001-2011	Неметаллическая композитная арматура (АСП — стеклопластиковая, АБП — базальтопластиковая)
Материал	Сталь 35ГС, 25Г2С и др.	Стеклянные волокна диаметром 13-16 микрон, связанные термопластичным полимером	АСП — стеклянные волокна диаметром 13-16 микрон связанные полимером; АБП — базальтовые волокна диаметром 10-16 микрон связанные полимером
Вес	По строительным нормам	В 4 раза легче металлической арматуры	Легче металлической арматуры
Временное сопротивление при растяжении, МПа	360	255 — АСПЭТ-СВ30 510 — АСПЭТ-СВ50	1200 — АСП 1300 — АБП
Модуль упругости, МПа	200 000	11 000 и выше	55 000-АСП 71 000-АБП
Относительное удлинение, %	25	2,5	2,2-АСП и АБП
Характер поведения под нагрузкой (зависимость «напряжение-деформация»)	Кривая линия с площадкой текучести под нагрузкой	Прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения	Прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения
Коэффициент линейного расширения αх*10-5/°C	13-15	—	9-12
Плотность, т/м³	7,85	1,4	1,9-АСП и АБП
Коррозионная стойкость к агрессивным средам	Корродирует с выделением продуктов ржавчины	Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона	Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона
Теплопроводность	Теплопроводна	Нетеплопроводна	Нетеплопроводна
Электропроводность	Электропроводна	Неэлектропроводна — диэлектрик	Неэлектропроводна — диэлектрик
Выпускаемые профили	6-80	5-10 в перспективе до 20	4-12 в перспективе до 20
Длина	Стержни длиной 6-12 м	Любая длина по требованию заказчика	Любая длина по требованию заказчика
Экологичность	Экологична	Экологична — не выделяет вредных и токсичных веществ	Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ
Долговечность	По строительным нормам	—	Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет
Замена арматуры по физико-механическим свойствам	5Вр-1 проволока 6А-III 8А-III 10А-III 12А-III 14А-III 16А-III	АСПЭТ-СВ30-05 АСПЭТ-СВ30-08, АСПЭТ-СВ50-05 АСПЭТ-СВ30-10, АСПЭТ-СВ50-08 АСПЭТ-СВ50-10 — — —	— АСП-4, АБП-4 АСП-6, АБП-6 АСП-8, АБП-8 АСП-8, АБП-8 АСП-10, АБП-10 АСП-12, АБП-12

См. также

Примечания

Ссылки

Армирование — композитные материалы | CompositesLab

Многие материалы могут армировать полимеры. Некоторые материалы, такие как целлюлоза в древесине, являются продуктами природного происхождения. Однако большая часть коммерческого подкрепления создается руками человека. Существует множество коммерчески доступных форм армирования, отвечающих требованиям пользователя. Возможность адаптировать архитектуру волокна позволяет оптимизировать производительность продукта, что приводит к снижению веса и затрат.

Хотя многие виды волокон используются в качестве армирующих в многослойных композитных материалах, на стекловолокно приходится более 90 процентов волокон, используемых в армированных пластмассах, поскольку их производство недорогое и они имеют относительно хорошие характеристики прочности к весу.

• Стекловолокно: На основе алюмооксидно-известково-боросиликатной композиции волокна, произведенные из стекла «E» или «E-CR», считаются преобладающими армирующими элементами для композитных материалов с полимерной матрицей из-за их высоких электроизоляционных свойств, низкой восприимчивости к влажность и высокие механические свойства. Стекло E-CR также отличается от стекла E своей превосходной коррозионной стойкостью. Другие коммерческие композиции включают стекло S с более высокой прочностью, термостойкостью и модулем, H-стекло с более высоким модулем и стекло AR (стойкое к щелочам) с превосходной коррозионной стойкостью.Стекло обычно является хорошим ударопрочным волокном, но весит больше, чем углерод или арамид. Стекловолокно имеет отличные механические характеристики, в некоторых формах оно прочнее стали. Более низкий модуль упругости требует специальной обработки, когда решающее значение имеет жесткость. Стекловолокно прозрачно для радиочастотного излучения и используется в радиолокационных антеннах.
• Углеродные волокна: Углеродные волокна изготавливаются из органических прекурсоров, включая PAN (полиакрилонитрил), вискозу и пек, причем последние два обычно используются для низкомодульных волокон.Термины «углеродные» и «графитовые» волокна обычно используются взаимозаменяемо, хотя графит технически относится к волокнам, которые содержат более 99 процентов углерода, по сравнению с 93-95 процентами для углеродных волокон на основе ПАН. Углеродное волокно обеспечивает самую высокую прочность и жесткость из всех армирующих волокон. Высокотемпературные характеристики особенно хороши для углеродных волокон. Основным недостатком волокон на основе ПАН является их высокая относительная стоимость, которая является результатом стоимости основного материала и энергоемкого производственного процесса.Композиты из углеродного волокна более хрупкие, чем стекло или арамид. Углеродные волокна могут вызвать гальваническую коррозию при использовании рядом с металлами. Для предотвращения этого используется барьерный материал, такой как стекло и смола.
• Арамидные волокна (полиарамиды): Самым распространенным синтетическим волокном является арамид. Арамидное волокно — это ароматический полиимид, который представляет собой искусственное органическое волокно для армирования композитов. Арамидные волокна обладают хорошими механическими свойствами при низкой плотности с дополнительным преимуществом в виде прочности или устойчивости к повреждениям / ударам.Они характеризуются достаточно высокой прочностью на разрыв, средним модулем упругости и очень низкой плотностью по сравнению со стеклом и углеродом. Арамидные волокна являются изоляторами электричества и тепла и повышают ударопрочность композитов. Они устойчивы к воздействию органических растворителей, горюче-смазочных материалов. Композиты из арамида не так хороши по прочности на сжатие, как композиты из стекла или углерода. Сухие арамидные волокна прочны и используются в качестве тросов или канатов и часто используются в баллистических приложениях.Кевлар®, пожалуй, самый известный пример арамидного волокна. Арамид является преобладающим заменителем органического армирующего волокна для стальных лент в шинах.
• Новые волокна: Полиэфирные и нейлоновые термопластические волокна недавно были введены как в качестве первичного армирования, так и в гибридной конфигурации со стекловолокном. К привлекательным характеристикам можно отнести низкую плотность, разумную стоимость и хорошее сопротивление удару и усталости. Хотя полиэфирные волокна обладают довольно высокой прочностью, их жесткость значительно ниже, чем у стекла.Более специализированные арматуры для высокопрочных и высокотемпературных применений включают металлы и оксиды металлов, такие как те, которые используются в самолетах или аэрокосмической отрасли.

Независимо от материала, усиление доступно в различных формах, чтобы удовлетворить широкий спектр процессов и требований к конечному продукту. Материалы, поставляемые в качестве армирующего материала, включают ровинг, измельченное волокно, рубленые пряди, непрерывный, рубленый или термоформованный мат. Армирующие материалы могут быть спроектированы с уникальной архитектурой волокон и иметь предварительную форму (форму) в зависимости от требований к продукту и производственного процесса.

• Ровинги с несколькими и односторонними концами: Ровинги используются в основном в термореактивных компаундах, но могут применяться и в термопластах. Многоконцевые ровницы состоят из множества отдельных нитей или пучков нитей, которые затем нарезаются и случайным образом осаждаются в матрице смолы. В таких процессах, как формование листов (SMC), преформа и напыление, используется многогранный ровинг. Многоконечные ровницы также могут использоваться в некоторых приложениях для намотки волокон и пултрузии. Односторонний ровинг состоит из множества отдельных нитей, намотанных в одну прядь.Продукт обычно используется в процессах, в которых используется однонаправленное армирование, например, намотка нитей или пултрузия.
• Маты и вуали: Армирующие маты и вуали из нетканого материала обычно описываются по весу на единицу площади. Например, коврик из рубленых прядей весом 2 унции будет весить 2 унции на квадратный ярд. Тип армирования, дисперсия волокон и количество связующего, которое используется для скрепления мата или вуали, определяют различия между матовыми изделиями. В некоторых процессах, таких как укладка вручную, связующее должно растворяться.В других процессах, особенно при компрессионном формовании и пултрузии, связующее должно выдерживать гидравлические силы и растворяющее действие матричной смолы во время формования. Следовательно, с точки зрения связующего, производятся две основные категории матов или вуалей, которые известны как растворимые и нерастворимые связующие.
• Тканые, прошитые, плетеные и трехмерные ткани: Существует множество типов тканей, которые можно использовать для усиления смол в композитах. Разнонаправленное армирование производится путем плетения, вязания, сшивания или плетения непрерывных волокон в ткань из крученой и скрученной пряжи.Ткани можно изготавливать с использованием практически любого армирующего волокна. Чаще всего используются ткани из стекловолокна, карбона или арамида. Ткани обладают ориентированной прочностью и высокими усиливающими нагрузками, которые часто встречаются в высокопроизводительных приложениях. Ткани позволяют точно разместить армирование. Это невозможно сделать с измельченными волокнами или рублеными прядями, а возможно только с непрерывными прядями с использованием относительно дорогостоящего оборудования для укладки волокон. Из-за непрерывной природы волокон в большинстве тканей соотношение прочности к весу намного выше, чем у вариантов с разрезанным или рубленым волокном.Сшитые ткани позволяют настраивать ориентацию волокон в структуре ткани. Это может быть большим преимуществом при проектировании устойчивости к сдвигу или кручению.
• Однонаправленное: Однонаправленное армирование включает ленты, жгуты, однонаправленный жгутовый полотно и ровинг (которые представляют собой совокупности волокон или прядей). Волокна в этой форме все выровнены параллельно в одном направлении и не изогнуты, что обеспечивает высочайшие механические свойства. Композиты с использованием однонаправленных лент или листов имеют высокую прочность в направлении волокна.Однонаправленные листы тонкие, и для большинства структурных приложений требуется несколько слоев. Типичные области применения однонаправленного армирования включают высоконагруженные композитные материалы, такие как компоненты самолетов или гоночные лодки.
• Препрег: Препрег — это готовый материал, состоящий из армирующей формы и полимерной матрицы. Для изготовления препрега используется пропускание армирующих волокон или форм, таких как ткани, через ванну со смолой. Смола пропитывается (пропитывается) волокном, а затем нагревается для продвижения реакции отверждения до различных стадий отверждения.Доступны термореактивные или термопластические препреги, которые можно хранить в холодильнике или при комнатной температуре в зависимости от составляющих материалов. Препреги можно наносить вручную или механически в различных направлениях в зависимости от требований конструкции.
• Размолотые: Размолотые волокна — это рубленые волокна, имеющие очень короткую длину (обычно менее 1/8 дюйма). Эти продукты часто используются в термореактивных шпатлевках, отливках или синтаксических пенах, чтобы предотвратить растрескивание затвердевшего состава из-за усадки смолы.

.

Руководство по композитным материалам: Армирование — NetComposites

Роль армирования в композитном материале заключается в улучшении механических свойств чистой полимерной системы. Все различные волокна, используемые в композитах, имеют разные свойства и поэтому по-разному влияют на свойства композитов. Свойства и характеристики обычных волокон описаны ниже.

Однако отдельные волокна или пучки волокон могут использоваться только сами по себе в некоторых процессах, таких как намотка волокон (описанных ниже).Для большинства других применений волокна должны быть скомпонованы в лист какой-либо формы, известный как ткань, чтобы можно было манипулировать им. Различные способы сборки волокон в листы и разнообразие возможных ориентаций волокон приводят к тому, что существует множество различных типов тканей, каждый из которых имеет свои собственные характеристики. Эти различные типы тканей и конструкции будут объяснены позже.

Опубликовано любезно Дэвидом Криппсом, Gurit

Start

---

Ткань для развязки

Эти ткани обеспечивают сверхлегкое усиление ткани для композитных материалов.

Узнать больше

Свойства волокна

Охватывает механические свойства армирующих волокон.

Узнать больше

Свойства ламината

Охватывает механические свойства волокон с точки зрения прочности и жесткости.

Узнать больше

Ударный ламинат

Обращает внимание на проблемы, вызванные ударным повреждением.

Узнать больше

Стоимость волокна

Графическая информация о стоимости различных типов волокон.

Узнать больше

Стекловолокно

Объясняет, как формируется стекловолокно и какие варианты доступны.

Узнать больше

Арамидное волокно

Объясняет, как производится арамид и его различные торговые наименования.

Узнать больше

Углеродное волокно

Объясняет производственные процессы, связанные с изготовлением углеродного волокна.

Узнать больше

Сравнение волокон

Обозначает преимущества и недостатки типов волокон.

Узнать больше

Прочие волокна

Охватывает несколько других широко используемых типов волокон.

Узнать больше

Волокнистая отделка

Объясняет различные виды обработки поверхности волокон.

Узнать больше

Калибровочная химия

Обзор химического состава проклейки и матрицы, подлежащей усилению.

Узнать больше

Типы тканей

Объясняет типы волокна, категории ориентации волокна и методы построения.

Узнать больше

Ткани

Объясняет обычно используемые типы переплетений.

Узнать больше

Гибридные ткани

Объясняет, что подразумевается под термином «гибридная ткань».

Узнать больше

Мультиаксиальные ткани

Объясняет основные характеристики мультиаксиальных тканей.

Узнать больше

Прочие ткани

Покрывает циновку из рубленых прядей, ткани и тесьму.

Узнать больше

Поделиться статьей

Твиттер Facebook LinkedIn Электронная почта

---

Перейти к основным материалам Вернуться к покрытиям .

Армирование волокном для композитного материала FRP

Большая часть прочности композитов из стекловолокна обусловлена ​​типом, количеством и расположением армирования волокном. В то время как более 90% используемых арматурных материалов — это стекловолокно, другие арматуры удовлетворяют потребности различных областей применения.

Стекло

Наиболее распространенное армирование — стекло прочное, обладает хорошей термостойкостью и высокими электрическими свойствами. Для более ответственных нужд S-Glass предлагает более высокую термостойкость и примерно 1/3 прочности на разрыв (при более высокой стоимости).

Углеродное волокно

Углеродные волокна (графит) доступны в широком диапазоне свойств и цен. Углеродные волокна сочетают в себе легкий вес с очень высокой прочностью и модулем упругости (мера жесткости или жесткости). Для применений с высокой жесткостью эти арматуры трудно превзойти, с модулем упругости, равным стали. Также они обладают отличными усталостными свойствами. Углеродные волокна используются в основном в аэрокосмических деталях, где снижение веса является основной целью.Хотя стоимость ограничивает использование в коммерческих приложениях, это целесообразно там, где содержание материалов невелико, например, в спортивном оборудовании.

Арамид

Также известны как ароматические полиамидные волокна (Kevlar® или Twaron®), арамид обеспечивает высокую прочность и низкую плотность (на 40% ниже, чем у стекла), а также высокий модуль. Эти волокна могут быть включены во многие полимеры и широко используется в приложениях с высокой ударной нагрузкой, в том числе баллистической сопротивление.

Натуральные волокна

Натуральные волокна, такие как сизаль, конопля и лен, могут использоваться для некоторых приложения с низкими требованиями к прочности.Они ограничены применения, не требующие устойчивости к влаге или повышенной влажности.

Расположение волокон

Однонаправленный

Типы армирования:
Сплошная ровница

Процессы:
Непрерывная пултрузия, прессование

Двунаправленный

Типы армирования:
Ткани, Тканый ровинг

Процессы:
Ручная укладка

Многонаправленный

Типы армирования:
Рубленые пряди, непрерывные, мат из рубленых прядей, трехосная ткань

Процессы:
Прессование и литье под давлением, напорный мешок, преформа

Процент армирования стекловолокном увеличивает прочность в направлении ориентации волокон

Способ расположения отдельных прядей определяет как направление, так и уровень достижимой прочности.Три основных устройства — однонаправленный, двунаправленный и разнонаправленный.

Формы армирования

Арматура поставляется в нескольких основных формах, чтобы обеспечить гибкость по стоимости, прочности, совместимости с системой смол и технологическим требованиям.

Сплошной ровничный станок

Поставляется в виде нескрученных нитей, скрученных в цилиндрическую упаковку для дальнейшая обработка. Непрерывную ровницу обычно измельчают для распыления, преформы или листовые формовочные смеси.В непрерывном виде используется в процессах пултрузии и намотки нитей.

Ровинг тканый

Это тяжелая драпируемая ткань различной ширины, толщины и веса. Тканый ровинг стоит меньше, чем обычная тканая ткань, и используется для обеспечения высокой прочности в крупных конструктивных элементах, таких как резервуары и корпуса лодок. Тканый ровинг используется в основном при ручной укладке.

Ткани

Тканые материалы, изготовленные из волоконной пряжи, имеют более тонкую структуру, чем тканый ровинг.Они доступны в различных размерах и весе от 2,5 до 18 унций на квадратный ярд, с различной ориентацией по прочности.

Армирующий мат

Армирующий мат, изготовленный либо из непрерывных прядей, уложенных по спирали, либо из рубленых прядей, скрепляется смолистым связующим или сшивается механически. Эти маты используются для композитов средней прочности. Комбинированный мат, состоящий из плетеного ровинга и мата из рубленых прядей, скрепленных вместе, используется для экономии времени при ручной укладке.Гибридные маты из стекловолокна и углерода и арамидных волокон также доступны для более прочных армированных изделий.

Поверхностный мат

Покровный мат или вуаль — это мат из тонкого волокна, изготовленный из моноволокна и не считающийся армирующим материалом. Он используется для обеспечения хорошей отделки поверхности из-за его эффективности в блокировании рисунка волокон лежащего под ним мата или ткани. Поверхностный мат также используется на внутреннем слое коррозионно-стойких материалов для получения гладкой, насыщенной смолой поверхности

Рубленые волокна

Рубленые пряди или волокна доступны длиной от 1/8 дюйма до 2 дюймов. для смешивания со смолами и добавками для приготовления формовочных масс для прессование или литье под давлением и другие процессы.Различная поверхность применяются для обеспечения оптимальной совместимости с различными смоляные системы.

Ресурсы

.

подкреплений | PRF Composities

Наш ассортимент композитных армирующих материалов, включая Kevlar®, Dyneema®, стекло и углеродные ткани, охватывает широкий спектр текстильных технологий, включая тканые ткани и ленты, трикотажные мультиаксиальные ткани, тесьму и нетканые технические вуали. Имеется оборудование для обработки и отделки, включая порошковое покрытие эпоксидной смолой или полиэстером. Порошковое покрытие стабилизирует ткань, предотвращает деформацию и позволяет разрезать ткань без обтрепывания.Термопластичное порошковое покрытие может использоваться для соединения слоев, как при производстве преформ для обработки RTM. Мы также предлагаем материалы для косметического применения, в том числе углеродные ткани эстетического качества. Эти ткани сотканы с соблюдением самых высоких стандартов и проверок.

Разработка тканей

В дополнение к нашему стандартному ассортименту мы обладаем обширным опытом в разработке тканых и нетканых материалов на заказ и будем работать вместе с клиентами, чтобы разработать их идеальное решение.Мы можем использовать специальные материалы, такие как нержавеющая сталь, кварц и базальт, чтобы обеспечить уникальные качества, создать новые гибридные ткани и новые узоры переплетения. Мы также можем комбинировать такие технологии, как нетканые вуали и тканые ткани, чтобы создать уникальный и действительно инновационный продукт, который ведет себя в соответствии с требованиями в конечном компоненте. Свяжитесь с нашим отделом продаж, чтобы обсудить индивидуальный проект сегодня. Свяжитесь с нашим отделом продаж, чтобы обсудить индивидуальный проект сегодня.

Узкие ленты и тесьма

Наш ассортимент узких тканых лент и тесьмы доступен шириной от 10 до 350 мм из углеродных, арамидных, стеклянных, полиэфирных и гибридных волокон.Мы поставляем однонаправленные тканые трубчатые изделия с эластичными уточными волокнами и плетеные трубчатые изделия. Недавняя разработка, мы также можем предложить современные спирально-тканые ленты и тесьму, а также трехмерные тканые профильные структуры для преформ, в которых волокна сплетаются под углом 0/90 °, а также в трехмерном виде под прямым углом на основе. и уток; обеспечение армирования по осям x, y и z в компоненте.

Мультиаксиальные ткани

В рамках нашего стандартного ассортимента армирующих материалов у нас есть широкий выбор мультиаксиальных тканей, которые идеально подходят для тяжелых компонентов, где большой вес тканей вместе с возможностью ориентировать волокна под разными углами позволяет уменьшить слои, которые будут использоваться.PRF предлагает широкий выбор высококачественных мультиаксиальных тканей из таких материалов, как карбоновый и стеклянный, различных конфигураций и веса. Также доступны такие материалы, как арамид.

Нетканые технические вуали

Предоставляя экономически эффективные средства реализации преимуществ высокоэффективных специальных волокон в различных композитных структурах, нетканые технические вуали, поставляемые PRF, доступны в большом диапазоне волокон, с диапазон удельного веса поверхности от 4 до 200 г / м² (в зависимости от типа волокна).Мы обладаем уникальным опытом в использовании этих продуктов в полной мере, используя их технические свойства для производства инновационных композитных материалов, таких как материалы с защитой от ударов молнии или материалы, обеспечивающие экранирование EMI ​​/ RFI.

Kitting

PRF также предлагает услуги ламинирования и резки поставляемых нами материалов. Мы также можем разрезать широкий спектр тканых материалов, в том числе многослойный кевлар баллистической чистоты, на наших станках с ЧПУ.Двумерные чертежи САПР принимаются по электронной почте, и мы размещаем их для оптимального использования материалов. Комплекты поставляются упакованными, маркированными в соответствии с требованиями заказчика и готовыми к использованию.

.

No related posts.