отзывы, виды и сфера применения, плюсы и минусы, цены

К композитной арматуре относят группу стержней на основе разнородных волокон, пропитанных термопластичным полимерным связующим, пропущенных сквозь специальную форму и охлажденных до достижения твердого и сверхпрочного состояния. Отзывы об этой разновидности неоднозначные, имея одинаковые с металлическими прутьями функции, она выигрывает в прочности, устойчивости к коррозии и агрессивным средам и превосходит ее в других факторах, но уступает в пластичности и термостойкости. В итоге целесообразность ее применения в первую очередь зависит от условий эксплуатации объекта, в идеале оно обосновано расчетом.

Оглавление:

1. Характеристики композита
2. Отзывы застройщиков
3. Преимущества и недостатки арматуры
4. Область использования
5. Цены за бухту и п.м.

Описание

Основным стандартом, регламентирующим ТУ композитной арматуры, является ГОСТ 31938-2012. Согласно этому документу к ней относится продукт из двух и более отличных по фазе материалов, образующих в результате термической обработки цельную структуру и улучшающих свойства друг друга.

В данном случае наполнителем являются стеклянные, базальтовые, арамидные или углеродные нити, а связующим – термореактивные смолы (ненасыщенные полиэфирные, эпоксидные, фенольные и другие аналогичные группы). Прочностные и эксплуатационные характеристики композитов зависят от основы, стандартный диаметр варьируется от 4 до 20 мм, к наиболее востребованным видам относят изделия от 6 до 12 мм.

Технология изготовления тоже бывает разной: арматурные прутья получают путем фильерной или безфильерной протяжки или разделения пропитанных волокон на мелкие пучки и соединения их в жгуты и канаты. С целью увеличения адгезии с частицами бетона наружная поверхность стержней покрывается песком или обматывается стеклянной нитью. По окончании процесса затвердевания форма арматуры остается неизменной, что исключает создание гнутых форм непосредственно на площадках. Поставляется в отрезном или намотанным в бухты виде. Больше информации вы найдете в статье Сравнение стеклокомпозитных и металлических арматурных прутьев.

Отзывы строителей и владельцев частных построек

«От родителей остался дом на берегу Волги, ежегодные паводки сильно разрушают все постройки – в первую очередь ржавеет металлический каркас в фундаменте, а после него раскрашивается бетон. При закладке нового основания под двухэтажную дачу решил купить композитную арматуру. Несмотря на всевозможные защиты бетона, влага все равно попадает внутрь, но сейчас нет никаких разрушений – просохло и все, так что итогом доволен».

Леонид, Нижний Новгород.

«Считаю главным недостатком композитной стеклопластиковой арматуры отсутствие простых нормативов, позволяющих обосновать ее расчет и закладку. Ее применение в ЖБИ четко оговорено в СНиП 52-01-2003, а характеристики – в ГОСТ 31938-2012, но при проектировании и выборе диаметра приходится руководствоваться данными производителя, сравнивающим ее с той или иной маркой стали.

В результате ее покупают буквально «на глаз», что при строительстве несущих конструкций (фундамента, перекрытий, колонн) на мой взгляд недопустимо».

Константин, Иркутск.

«Использовал композитные прутки из стеклопластика при армировании стен газобетонного блока, остался доволен материалом. К плюсам отношу легкость, подходящий коэффициент теплопроводности и прочность, к минусам – невозможность создания гнутых форм, углы кладки пришлось усиливать металлом. Не уверен в обоснованности армирования стеклопластиком фундамента, все-таки нагрузки там другие, но для стен из пеноблоков – самое то, рекомендую этот вариант всем».

Федор, Новосибирск.

«При проектировании бани с бассейном на даче задумался о способах укрепления фундамента во влажных помещениях. Отзывы на строительных форумах указали на применение стеклопластиковой и базальтовой арматуры, вложения показались посильными. На всякий случай участок под печью я армировал металлом, все остальные – только композитными прутьями. Результатом доволен – они легче по весу, удобнее в работе и не ржавеют: 2 месяца пролежали во дворе под дождем без последствий. Единственное неудобство – их невозможно загнуть, а готовых П-образных и угловых изделий я не нашел».

Захар, Москва.

«При строительстве новой автомойки использовали стеклопластиковую арматуру и кладочную сетку на пол. Итогом довольны, недостатков не заметили. Из-за агрессивной среды от моющего средства и влаги в старом помещении весь металл в составе бетона разрушался уже через год, приходилось постоянно латать пол и стойки, здесь же 2 года и никаких нареканий».

Данил, Казань.

«Работал с базальтовыми арматурными прутьями при возведении основания бани на своем участке, впечатления остались неоднозначные. С ним не было проблем при вязке, из-за упаковки в бухте я легко нарезал целые отрезки нужной длины и заложил из них стандартный 4-стержневой каркас в ленточном фундаменте, стыки фиксировал вязальной проволокой с пластиковой оболочкой. По непонятной причине часть растрескалась и пришлось распаковывать запасную бухту. Каркас при заливке был неустойчивый, один человек не смог бы его удержать на нужном месте».

Сергей, Челябинск.

Добавить отзыв

Плюсы и минусы композита

К подтвержденным практикой и отзывами потребителей преимуществам неметаллической арматуры (больше отзывов о композитных прутьях можно найти в данном материале) относят:

• Низкий вес (при равном диаметре композитные стержни в 4-5 раз легче стальных). Это свойство позволяет снизить нагрузку на конструкции и упрощает транспортировку и разгрузку продукции. Арматура малого сечения без проблем перевозится в своем авто в виде удобных бухт диаметром не более 1,8 м, 100 п.м легко поднимаются одним человеком.
• Высокую удельную прочность. В этом плане стеклопластик превосходит сталь в 7-10 раз, что обосновывает применение композитной арматуры с меньшим диаметром на участках с равными ожидаемыми нагрузками.
• Низкий коэффициент теплопроводности. По этой причине стеклопластиковые прутья рекомендуют купить при армировании кладки из пено- и газоблоков, их размещение внутри штроб исключает риск образования мостиков холода.
• Низкую электропроводность: материал не создает наводящих токов и э/м полей и беспрепятственно пропускает радиоволны.
• Равный с бетоном коэффициент температурного расширения, что положительно сказывается на трещиноустойчивости строительных конструкций.
• Устойчивость к коррозии и влиянию агрессивных сред.
• Стойкость к вибрационным и сейсмическим воздействиям. Сфера применения этой разновидности включает районы с подземными толчками до 7-9 баллов.
• Экологическую безопасность, отсутствие в составе токсинов.

Согласно отзывам инженеров и строителей, главным недостатком материала считается низкий модуль упругости, в этом плане композит уступает стали в 3-4 раза. Плохая жесткость нивелирует высокую устойчивость к разрыву и ставит под сомнение целесообразность использования этой арматуры при сборке каркасов интенсивно нагружаемых конструкций, к примеру, плитных фундаментов или перекрытий.

Низкая жесткость наблюдается далеко не у всех видов композитов, у углепластика модуль упругости почти не уступает металлу, но такие сорта обходятся очень дорого.

К минусам относят:

• Плохую пластичность, отсутствие возможности создания гнутых форм без специального оборудования.
• Образование пыли и опасного мусора при разрезании прутьев, применение СИЗ при работе с ними обязательно.
• Потерю формы при воздействии высоких температур. Показатель огнестойкости зависит от типа композитной арматуры: стеклопластиковая начинает плавиться при 150-160 °C, базальтовая – при 300, углеволокно – 600, но в целом они не соответствуют нормам пожаробезопасности и однозначно проигрывают в этом плане металлу.

Некоторые строители негативно оценивают отсутствие возможности сварного соединения (для его реализации требуются специальные фитинги) и, как следствие, возрастание сроков на вязку каркаса. Другие не считают это недостатком, обосновывая это технологией армирования фундаментов и остальных нагружаемых конструкций (стыки нужно связывать, а не сваривать).

Но вот плохую пластичность безоговорочно относят к минусам, это свойство учитывается еще на стадии проектирования: все изгибы и аналогичные участки просчитываются заранее. Альтернативным вариантом является комбинирование стеклопластика и металла.

<h4Целесообразность использования композитных стержней

Сфера применения включает объекты промышленного, общественного и частного строительства, в том числе несущие бетонные конструкции, слоистые кладки, ремонтные и реставрационные работы. Купить эту разновидность рекомендуют:

• В качестве арматуры для фундамента и стен при бетонировании их в зимнее время. Металл в данном случае не подходит из-за риска его разъедания противоморозными присадками в растворе. Это же относится к любым составам с ускорителями твердения.
• При укреплении грунтового основания под водопропускными сооружениями, включая канализационные системы, септики, колодцы и аналогичные объекты.
• При укреплении или сооружении откосов, оснований, насыпей, покрытий и остальных элементов дорог, часто посыпаемых технической солью и другими антигололедными реагентами.
• В качестве альтернативы металлической в любых ЖБИ при высоком риске коррозии или воздействий агрессивных средств.
• При бетонировании емкостей с химически активными веществами.
• С целью усиления металлических армокаркасов.

Средняя стоимость композитной арматуры

Продукция реализуется без ограничений, спрос на нее непрерывно растет, на оптовые партии предоставляются скидки. Ориентировочные расценки приведены в таблице:

Тип арматуры	Диаметр прутьев, мм	Вес 1 п.м., кг	Диаметр бухты, см	Тип упаковки	Цена за 1 п.м., руб	Цена за бухту, рубли
Стеклопластиковая	4	0,025	85	Бухта в 100 м	12	650
	6	0,055	105		14	950
	8	0,09	125		17	1350
	10	0,145	145		25	1950
	12	0,19	165	Бухта в 50 м	40	1350
Базальтовая	4	0,03	85	Бухта в 100 м	18	900
	6	0,06	105		20	1200
	8	0,095	125		24	1850
	10	0,155	145		50	2500

Композитная арматура для фундамента — отзывы инженеров технология

Традиционные строительные материалы регулярно совершенствуются, обретая новые эксплуатационные характеристики и наращивая качество существующих технических параметров. При этом наблюдается и тенденция вытеснения классических подходов в строительстве инновационными решениями. К таким относится и успешное вхождение на рынок стройматериалов композитной арматуры.

Хотя споры о том, насколько применение данного материала в качестве замены стальных прутьев, все еще актуальны, целый ряд ее преимуществ бесспорен и давно оценен специалистами. В частности, композитная арматура для фундамента, отзывы инженеров о которой подчеркивают ее прочность и легкость в использовании, становится все популярнее и расширяет сферы применения.

Что представляет собой композитная арматура?

Главной особенностью данного материала является его неметаллическое происхождение. Хотя основной перечень функций таких стержней предполагает обеспечение весьма ответственных несущих задач, они изготавливаются не из стали, как это делается в случае с классической арматурой.

Тем не менее, схожим эксплуатационным характеристикам в полной мере соответствуют композитные волокна из стекла, базальта, углерода и арамида. Именно эти компоненты, а также их комбинации закладываются в основу композитных прутьев. Собственно, отсюда и названия такой арматуры – стеклопластиковая, стеклоармированная или базальтопластиковая.

Однако, использования одних лишь синтетических волокон недостаточно для обеспечения высокой прочности и надежности тех же фундаментных сооружений. Обязательным этапом в процессе изготовления материала является прохождение обработки посредством термореактивных или термопластичных полимерных добавок. Благодаря им происходит отвержение структуры будущих стержней.

Далее, как и в случае со стальной арматурой, композитные аналоги наделяются ребрами и специальным покрытием из песка, что повышает связующие и адгезивные качества при контактах с бетонными заливками под фундамент.

Вернуться к содержанию

Достоинства композитной арматуры

Преимущества композитных материалов обусловлены использованием синтетического сырья. Таким образом обеспечиваются широкие возможности по внесению нужных физико-технических качеств материала, а также исключается или, по крайней мере, минимизируется влияние негативных факторов.

Так или иначе, большинство преимуществ ориентировано на армирование фундамента композитной арматурой с целью создания прочных и надежных основ для зданий и конструкций. Итак, среди достоинств синтетических стержней выделяются следующие:

• Высокие показатели прочности на разрыв. По сравнению с первоклассной арматурой из стали у композитного аналога эта характеристика выше в 2,5 раза;
• Производители дают гарантию до 100 лет. В результате эксплуатационный срок фундамента увеличивается в несколько раз;
• Температура не влияет на свойства арматуры. В коридоре от – 70 до +100 ºC стержни не утрачивают технические характеристики. Более того, при отрицательной температуре прочность композитов увеличивается на 35%;
• Исходя из природы используемого в изготовлении материала можно констатировать, что стеклопластиковая и другая синтетическая арматура полностью защищена от процессов коррозии, а также негативных кислотных и щелочных воздействий, что зачастую оказывается губительным для металлического армирования;
• Такая арматура полностью антистатична и не является электропроводником. Соответственно, при использовании материала можно не беспокоиться о создании радиопомех. И с другой стороны, электромагнитные поля никак не влияют на композитные прутья и их свойства;
• На теплопроводность металла строители не обращают внимания, так как с «мостиками холода», образуемыми от него, остается лишь смириться. Однако, композитная арматура для фундамента отзывы инженеров о которой отмечают минимальную теплопроводность, исключает теплопотери, повышая таким образом и энергосберегающую функцию дома;
• Кроме эксплуатационных качеств, стоит отметить легкость в обращении с такой арматурой. В первую очередь этому способствует скромная масса. Для наглядного примера: 100-метровый стержень может весить около 10 кг. Аналогичный стержень из стали будет весить примерно в 8-9 раз больше;
• Казалось бы, при очевидных преимуществах стоимость такого материала должна в разы превышать металлическое армирование. Но и по этому показателю композитная арматура выигрывает у стали – по цене она дешевле в среднем на 30%;
• Производители выпускают стеклопластиковые прутья любой длины и с различными параметрами ребер.

Вернуться к содержанию

Недостатки арматуры из композитов

Несмотря на все плюсы композитной арматуры, споры о целесообразности ее использования свидетельствуют и о наличии недостатков. В частности, отмечаются следующие минусы:

• Хотя композитная арматура отличается термостойкостью, специалисты отмечают низкий порог ее горения. По критериям огнеопасности такая арматура входит в группу самозатухающих материалов. Кроме того, если температура окружающей среды превышает 200 ºC, то материал утрачивает прочностные свойства;
• Коэффициент упругости композитной арматуры вызывает неоднозначные суждения. Если используется арматура композитная стеклопластиковая для фундамента, то низкий модуль упругости идет в плюс, но в случае ее применения для перекрытий могут возникнуть сложности в виде потребности в дополнительных расчетах надежности конструкции. Есть и другая сторона данного свойства. Если требуется формирование криволинейного армирования, то это технологическое решение придется рассчитывать заранее и деформировать стержень в заводских условиях, так как на стройплощадке выполнить эту операцию будет невозможно;
• В отличие от металлической арматуры, композитные стержни нельзя соединять путем сварки. Это несколько ограничивает функциональность материала, но, с учетом распространенного способа соединения вязкой, этот недостаток не столь существенен.

Вернуться к содержанию

Сферы применения

Синтетическое армирование нашло применение в различных областях промышленного и гражданского строительства. С его помощью возводят жилые дома, сооружают заводские комплексы, применяют в монтаже технологических конструкций и т.д.

Особенно распространено применение композитной арматуры в фундаментах для малоэтажных строений и коттеджей. Кроме того, композитные стержни хорошо себя проявляют в бетонных конструкциях. Это могут быть стеновые кладки с гибкими связками, а также устройство кирпичных и железобетонных сооружений.

Не обходятся современные строители без синтетического материала и там, где невозможно применение стальных прутьев. Например, в условиях мороза в растворы для кладки необходимо добавлять специальные добавки в виде ускорителей твердения и противоморозных присадок. Такие внесения негативно воздействуют на металлические стержни, но для композитной арматуры они безвредны.

Современные технологии дорожного строительства также предусматривают возможность использования синтетической арматуры. Ее применяют в сооружении покрытий, устройстве насыпей, для укрепления других элементов дорог, подвергающихся воздействию химически вредных реагентов. Как правило, использование композита в этой сфере предполагает одну цель – создание прочной связки с укрепляющим свойством. С этой целью стержни внедряются в дорожные откосы, конструкции мостов и различных полотен, испытывающих повышенные транспортные нагрузки.

Вернуться к содержанию

Технология монтажа композитной арматуры

В малоэтажном строительстве обычно используются композитные стержни, диаметр которых составляет 8 мм. Если сравнивать показатели прочности, таким прутьям будет соответствовать стальная арматура на 12 мм.

В итоге, композитная арматура ленточный фундамент из которой выполняется с заливкой бетонной смеси, позволяет качественно подготовить основу дома с минимальными затратами. Но для этого необходимо выполнение монтажа с соблюдением правил закладки фундамента и применением оптимальной схемы армирования:

Вначале формируется опалубка. Если планируется ее использование в будущем для других построек, то желательно предусмотреть для нее защиту в виде покрытия из пергамина;

Используя строительный уровень необходимо разметить площадку внутри опалубки, в рамках которой будет выполнена заливка бетонной массы. Здесь важно учесть, что армирующая сетка должна закладываться в основу фундамента так, чтобы ее края находились в 50 мм от границ опалубки. Чтобы выполнить это условие, на дно фундамента можно выложить кирпичи;

Далее выполняется непосредственная укладка композитной арматуры. Уже упоминалось, что электросварка в качестве способа связки прутьев не поможет в случае со стеклопластиком. Можно, конечно, использовать вязку, но самое надежное армирование фундамента композитами выполняется без соединений;

На следующем этапе укладываются поперечины, то есть горизонтальные армирующие перемычки. Здесь производится другая технологическая вязка, для которой следует использовать нейлоновые хомуты – в сущности, это пластиковая стяжка. Таким образом привязываются прутья и формируется сетка;

Заключительный этап предполагает заливку бетонной массой. Для композитной арматуры желательно использовать бетон марки 400.

Чтобы исключить воздушные пузыри, полученную бетонную основу следует утрамбовать строительными вибраторами. В дальнейшем обслуживание фундамента может производиться по общим правилам, как и при армировании стальными прутьями.

Не нашли ответов в статье? Больше информации по теме:

Применение копозитной арматуры — Хозяйственное Общество «Электроулгамгурлушык»

14 способов применения стеклопластиковой композитной арматуры на примере здания до трех этажей без необходимости сложного проектирования и специальных расчетов

1. ФУНДАМЕНТНЫЕ ПЛИТЫ

Технология армирования фундаментных плит при малоэтажном сторительстве не выше трех этажей с применением стеклопластиковой композитной арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Правильная замена на стеклопластиковую арматуру гарантированно приводит к существенной экономии денежных средств, т.к. стеклопластиковая арматура дешевле металлической. Принцип армирования фундаментых плит стеклопластиковой арматурой не отличается от армирования металлической арматурой, но приводит к существенной экономии времени на монтаже.

При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости уменьшать шаг армирования.

При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.

При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.

Вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется вязальной проволокой, резка стеклопластиковой арматуры осуществляется шлифовальной машинкой — «болгаркой».

2. ЛЕНТОЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Армирование ленточного фундамента с применением стеклопластиковой арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Таблица равноправной замены металлической арматуры на композитную стеклопластиковую арматуру

Металлическая класса А-III (A400C)	Арматура композитная полимерная стеклопластиковая  (СПА)
6 А-III	4 СПА
8 А-III	5,5 СПА
10 А-III	6 СПА
12 А-III	8 СПА
14 А-III	10 СПА
16 А-III	12 СПА
18 А-III	14 СПА
20 А-III	16 СПА

Правильная равнопрочная замена металлической арматуры на стеклопластиковую позволит Вам получить экономическую выгоду до 45% (экономия в 2 раза).

При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости увеличивать количество слоев армирования и количества хлыстов в одном слое.

При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.

Вязка стеклопластиковой арматуры так же осуществляется вязальной проволокой, резка стеклопластиковой арматуры осуществляется «болгаркой».

3. АРМИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ БЕТОННЫХ ПОЛОВ

Армирование промышленных бетонных полов с применением стеклопластиковой композитной арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Правильная замена на стеклопластиковую арматуру при армировании промышленных бетонных полов так же приводит к существенной экономии денежных средств, т.к. стеклопластиковая арматура дешевле металлической.

Принцип армирования стеклопластиковой арматурой не отличается от армирования металлической арматурой, но приводит к существенной экономии времени на монтаже.

При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости уменьшать шаг армирования.

При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.

Вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется вязальной проволокой, резка стеклопластиковой арматуры осуществляется шлифовальной машинкой — «болгаркой».

4. ОТМОСТКИ ВОКРУГ ЗДАНИЙ

Отмостка — это полоса шириной от 0,6м до 1,2 м, которая примыкает к фундаменту или цоколю здания с уклоном.

Уклон отмостки должен быть не менее 1% (1 см на 1 м) и не более 10 % (10 см на 1м).

Отмостку вокруг здания рекомендуется возводить с использованием стеклопластиковой арматуры, так как главная задача отмостки — это отвод поверхностных дождевых и талых вод от стен и фундамента дома. Отмостка с применением стеклопластиковой арматуры прослужит в несколько раз дольше, так как у стеклопластиковой арматуры высокие антикоррозийные свойства, что препятствует возникновению трещин в бетоне.

5. АРМОПОЯС (СЕЙСМОПОЯС) МЕЖДУ ЭТАЖАМИ КИРПИЧНЫХ ИЛИ БЛОЧНЫХ ЗДАНИЙ

Применение стеклопластиковой композитной арматуры при армировании армопояса (сейсмопояса) между этажами кирпичных или блочных зданий за счет высоких прочностных характеристик повышает пространственную жесткость здания и защищает фундамент и стены от трещин, вызванных неравномерной осадкой и морозным пучением грунта.

6. СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ

Для увеличения прочности кирпичной кладки и соблюдении одинаковой толщины швов необходимо воспользоваться прутами из стеклопластиковой арматуры диаметрами Ф4 и Ф6, вместо металлической сетки.

Толщина диаметра арматуры зависит от толщины шва в кирпичной кладке.

Замена металлической кладочной сетки на пруты из стеклопластика позволит снизить затраты на армирующий материал более чем в 5 раз.

Так же применение стеклопластиковых прутов в кирпичной кладке позволит существенно сократить потери тепла, так как стеклопластиковая арматура плохо проводит тепло, в несколько раз хуже, чем металл.

7. СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КЛАДКИ СТЕН ИЗ БЛОКОВ/КИРПИЧА, ДЛЯ МОНОЛИТНЫХ СТЕН

Для увеличения прочности при кладки стен из блоков/кирпича, для монолитных стен и регулировании толщины швов рекомендуется использовать пруты из стеклопластика диаметрами Ф4, Ф6 и Ф8 вместо металлической сетки. Толщина диаметра арматуры зависит от толщины шва при кладке.
Замена металлической кладочной сетки на пруты из стеклопластика позволит снизить затраты на армирующий материал более чем в 5 раз.

Так же применение стеклопластиковых прутов позволит существенно сократить потери тепла, так как стеклопластиковая арматура плохо проводит тепло, в несколько раз хуже, чем металл.

8. КОМБИНИРОВАНИЕ С МЕТАЛЛОМ В ПЛИТАХ ПЕРЕКРЫТИЙ

Плиту перекрытия армируют в два слоя. Нагрузка на плиту перекрытия идет с верхней части вниз и распределяется относительно всей площади покрытия. Соответственно, основная рабочая арматура находиться в нижнем слое и испытывает большие нагрузки на растяжение. Верхний слой, в основном, получает нагрузки на сжатие.

В данном случае стеклопластиковую арматуру применяют комбинированно с металлической. Верхний слой необходимо выполнить из стеклопластиковой арматуры, нижний — из металлической.

В самой сетке стеклопластиковая композитная арматура должна иметь цельный вид без наличия разрывов. Если происходит армирование перекрытия с помощью стеклопластиковой арматуры Ф10, то необходимо выполнить нахлест в 400 мм. Все стыки арматуры следует располагать в шахматном порядке.

9. ГИБКИЕ СВЯЗИ

Гибкая связь используется для соединения внутренней стены через утеплитель (и воздушный слой) с облицовочной стеной в единое целое в системе трехслойных стен.

Композитные гибкие связи производство — это стержни, изготовленные из стеклопластика длиной от 200 до 600 мм с периодической рельефной поверхностью либо стержни с круглым сечением (зависит от проектного решения). Благодаря этому гибкие связи обладают высокой адгезией с бетоном и дополнительной защитой от агрессивного воздействия щелочной среды бетона.

Гибкие связи применяются:

• для кирпичной кладки (Ф 6 мм),
• для утепления монолитных зданий (Ф 6 мм),
• для блоков (Ф 4 мм),
• для панельного домостроения (Ф 6 мм).

Нашем сайте вы можете подробнее узнать о композитных гибких связях и заказать их.

10. ЛЕНТОЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ ПОД ЗАБОРЫ

Ленточные фундаменты предусматриваются для следующих типов ограждений: забор с кирпичными столбами, металлический кованый забор и забор из лесоматериала или профнастила с несущими металлическими стойками.

Армирование фундамента под забор с использованием стеклопластиковой арматуры очень выгодно. За счет высоких прочностных характеристик арматуры из стеклопластика и невысоких нагрузок, при армировании фундамента под забор чаще всего используется композитная арматура диаметрами Ф4 и Ф6.

Технология армирования ничем не отличается от технологии при использовании металлической арматуры, но значительно дешевле и быстрее по времени. Продольные пруты стеклопластиковой арматуры укладываются на дно вырытой траншеи на опоры высотой 4-7 см. Крайние прутья из стеклопластика должны отступать от стенок траншеи на 6-8 см.

Поперечная арматура и вертикальные стойки обычно вяжутся с шагом 400 мм.

Верхний ряд продольной арматуры крепится на стойки так, чтобы он был ниже верхнего уровня траншеи на 5-7 см. Затем выполняется укладка поперечной стеклопластиковой арматуры верхнего ряда.

11. АРМИРОВАНИЕ ЧАШИ ДЛЯ БАССЕЙНА (ДНА И СТЕНОК)

12. ДОРОЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

Стеклопластиковая арматура получает отзывы строителей положительные ввиду ее универсальности, так как ее можно применять для усиления прочности дорожного полотна, опор, мостов.

13. ПЕШЕХОДНЫЕ БЕТОННЫЕ ДОРОЖКИ

Для придания жесткости бетонной дорожки необходимо произвести армирование основания, хотя многие этим пренебрегают.
При армировании пешеходной дорожки стеклопластиковой арматурой толщину бетонного основания можно делать меньше, что приводит к существенной экономии по затратам на бетоне.

Так же использование арматуры из стеклопластика для армирования пешеходных дорожек защищает бетон от распадания на фрагменты.

14. БЕТОННЫЕ ПЛОЩАДКИ ДЛЯ ПРОЕЗДА И ПАРКОВКИ АВТОМОБИЛЕЙ.

Перед началом армирования сверху под бетонную площадку на песчаную подушку засыпают слой щебня в 5 см и уплотняют его. Армирование стеклопластиковой арматуры усиливает бетонную структуру, поэтому при устройстве площадки под стоянку автомобиля без нее не обойтись.
Бетонирование площадки для проезда и парковки автомобиля осуществляют при помощи стеклопластиковой арматуры, которую нарезают прутьями необходимой длины. Рекомендуется использовать стеклопластиковую арматуру диаметровом Ф6.

Каркас из арматуры изготавливают непосредственно на месте укладки и не займет много времени. Стеклопластиковые прутья размещают крест-накрест и в точках стыковки перевязывают проволокой.

Прочность на растяжение и твердость полиэфирного композита, армированного волокном из овечьей шерсти

[1] Д. Фридрих, А. Луйбл, Исследования старения древесно-пластиковых композитов для наружного применения: метаанализ с использованием эмпирических данных, полученных в результате различных испытаний на атмосферостойкость, Constr.Строить. Матер. 124 (2016) 1142–1152.

DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.08.123

[2] С.Шринивасан, С. Сатиш, К. Вигнеш, Механические свойства химически обработанного композита с эпоксидной матрицей, армированного волокнами Luffa aegyptiaca, Int. J. Sci. Рез. Управлять. 2 (2014) 1515–1524.

[3] У.Виситтанават, С. Танаван, Т. Аморнсакчай, Механические свойства сильно выровненного короткого листа ананаса, армированного волокнами — Композит из нитрилового каучука: влияние содержания волокна и связующего агента, полимер. Тестирование 35 (2014) 20–27.

DOI: 10.1016/j.polymertesting.2014.02.003

[4] В. С. Сринивасан, Д. Равиндран, В. Маникандан, Р. Нараянасами, Механические свойства произвольно ориентированных коротких цилиндрических волокон сансевиерии / полиэфирных композитов, Матер. Дес. 32 (2011) 2444–2455.

DOI: 10.1016/j.matdes.2010.11.042

[5] В.Х. Чжу, до н.э. Тобиас, Р.С.П. Couts, Полиэфирные композиты, армированные банановыми волокнами, J. Mater. науч. лат. 14 (1995) 508–510.

DOI: 10. 1007/bf00665917

[6] М.Indicula, B. Abderrahim, L. Umadevi, L. Ibos, C. Yves, S. Thomas, Теплофизические свойства полиэфирных композитов, армированных натуральным волокном, Compos. науч. Технол. 66 (2006) 2719–2725.

DOI: 10.1016/j.compscitech.2006.03.007

[7] К. В. Корскаддена, Дж.Н. Биггсб, Д.К. Stilesb, Изоляция из овечьей шерсти: устойчивое альтернативное использование возобновляемого ресурса?, Resour. Консерв. Рециркулировать. 86 (2014) 9–15.

[8] С.Ченг, К.Т. Лау, Т. Лю, Ю.К. Чжао, П.М. Лам, Ю.С. Инь, Механические и термические свойства композитов из волокна куриного пера / зеленого PLA, Compos. Часть B-Eng. 40 (2009) 650–654.

DOI: 10.1016/j.compositesb.2009.04.011

[9] Дж. Зак, А. Корженик, В. Петранек, Дж. Гроудова, Т. Беднар, Оценка эффективности и исследование альтернативных теплоизоляционных материалов на основе овечьей шерсти, Energy Build. 49 (2012) 246–253.

DOI: 10.1016/j.enbuild.2012.02.014

[10] К.Майанди, Н. Раджини, П. Питчипу, Дж.Т. Winowlin Jappes и A. Varadarajulu, Механические характеристики композита Cissusquadrangularis/полиэфир, Матем. Сегодня. Комм. 4 (2015) 222–232.

DOI: 10. 1016/j.mtcomm.2015.08.001

Архивы композитной арматуры — Vectorply

PHENIX CITY, Алабама.– Презентация 80-футового кабриолета Viking Yachts (80C) на ежегодном собрании дилеров компании в Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси, ознаменовала успешное завершение хорошо спланированного путешествия новой модели. Когда 80C прошла водные испытания в присутствии почти 100 дилеров Viking, роскошная яхта-гигант, занимающаяся спортивной рыбалкой и круизными яхтами, снова вошла в историю.

Еще одна команда, которая праздновала первый запуск Viking 80C, была командой инженеров и отдела продаж корпорации Vectorply.Директор Vectorply Composites Engineering Тревор Гундберг вместе с командой инженеров Vectorply и менеджером по продажам в Северном регионе Сетом Холманом также вложили значительное количество времени в успешную разработку и изготовление 80C.

Vectorply Путь к оптимизации (R2O) — это процесс оценки ламината и производственного процесса компании от начала до конца, с момента доставки материала до завершения производства продукта клиентом. R2O для Viking 80C неофициально начался в 2012 году, а три года спустя успешное изготовление композитных материалов завершилось.

В апреле 2012 года Vectorply и Viking начали процесс обсуждения четырехосных гибридных вариантов E-стекла/углерода для замены более тяжелых квадроциклов из E-стекла в различных моделях. Поскольку в центре обсуждения стояла экономия веса, Vectorply вместе с 3A Composites и Mahogany Company в мае 2012 года отправились в Нью-Гретну, штат Нью-Джерси, для личной встречи с членами команды Viking.

По завершении совещания на месте и технического аудита первоначальные исследования были собраны в собственной программе Vectorply для анализа ламината VectorLam Cirrus.В результате исследования были получены два потенциальных гибрида E-стекла/углерода для замены громоздких четырехъядерных E-стекла плотностью 48 унций/ярд² и 64 унций/ярд² в современных ламинатах Viking. Гибридные замены 35 унций/ярд² и 44 унции/ярд² были выбраны из-за их способности обеспечивать такие же или лучшие механические свойства, но при меньшем весе.

На этапе проектирования армирования на пути к оптимизации два гибридных квадроцикла E-стекло/углерод были изменены с версий VectorLam на готовые к производству материалы.Компании Viking был предоставлен анализ затрат, который позволил определить, являются ли новые материалы рентабельными.

Матрица испытаний была первоначально составлена ​​в июне 2012 года после совместной встречи в Viking Yachts. В период с июня по август компания Vectorply произвела образцы EC-QXM 3508 и EC-QXM 4408. В это время в лаборатории Vectorply также производились ламинаты (включая «контрольные» ламинаты, изготовленные из E-QXM 6410 и 4808) с использованием стандартного сорта для инфузии. система винилэфирной смолы.Позже эти образцы были испытаны на изгиб компанией 3A Composites в марте 2013 года.

В июне 2013 г. было принято решение запустить более подробную программу тестирования, очень похожую на исходную тестовую матрицу, и поручить тестирование сторонней тестовой лаборатории (AMC). Для этого подробного тестирования ламинаты были изготовлены с использованием той же системы смол, которую Viking использует в настоящее время (Ashland AME 6001 INF-35 с инициатором Syrgis/United Initiators Norox MCP-75). Испытания были завершены в ноябре 2013 года и включали испытания свойств на растяжение, сжатие и изгиб в положениях 0°, 90° и 45° (смещение).Прогнозы VectorLam были еще раз изменены, чтобы более точно соответствовать тестовым данным.

Гибридные ткани снова стали предметом обсуждения в августе 2014 года, незадолго до технической встречи между Vectorply, Viking, 3A и Mahogany в сентябре 2014 года, которая стала стартовой встречей для новой модели 80’ Convertible. По словам вице-президента Viking Yachts по проектированию и проектированию Лонни Рутта, 80C была идеальной моделью для использования гибридных квадроциклов из E-стекла и углерода, исходя из целей компании в отношении новой лодки.

«Мы хотели представить новую модель между классами 76 и 82 фута, которая была бы более эффективной, с лучшими характеристиками и предоставляла больше места, чем лодка меньшего размера», — сказал Ратт. «Снижение веса было огромным с точки зрения сохранения производительности. В конце концов, производительность зависит от веса, когда речь идет о лодках такого размера. Мы ограничены в лошадиных силах, когда вы получаете лодку такого размера, поэтому более легкая лодка будет двигаться быстрее».

Vectorply работала с 3A Composites над проектированием днища и бортов корпуса 80C с использованием гибридных тканей, которые обсуждались на встрече.После встречи образцы EC-QXM 3508 и 4408 были отправлены в компанию Mahogany для резки комплектов и доставлены в компанию Viking для внутренних испытаний.

Заключительные этапы части испытаний и анализа материалов R2O были выполнены в сентябре и декабре 2014 года, когда были получены ламинаты 80C для палубы и ламината для стрингеров корпуса. Каждый из ламинатов был разработан с использованием правил форматирования ABS High Speed ​​Craft в качестве руководства.

Выбрав материалы и завершив испытания, Путь к оптимизации перешел к пятому шагу, созданию подкреплений на заказ. Первый серийный выпуск гибридных квадроциклов состоялся 90 065 декабря 2014 года, а в 2015 году были произведены три последующих запуска в апреле, июне и октябре. Благодаря тщательному планированию Vectorply и Viking каждый материал в ламинате был разработан с учетом текущего производственного графика Vectorply.

«Мы проделали хорошую работу с точки зрения сотрудничества, поскольку Viking не заказывает ничего, что не вписывается в наш график производства
», — сказал Холман. «Ткани подпадают под наши обычные сроки выполнения заказов.Они были разработаны с учетом некоторых аспектов стандартных настроек, что, в свою очередь, делает новые ткани легкодоступными с точки зрения производства и доставки. Как группа, мы проделали большую работу, выбрав материалы, которые будут эффективны для всех».

После того, как материалы были получены, компания Viking завершила Путь к оптимизации, успешно выпустив первый 80C в начале 2015 года, и результаты были феноменальными. Мало того, что новый 80C показал лучшие результаты по производительности, чем 82-футовый, он также превзошел показатели меньшего 76-дюймового.

«Скорость 80’ составляет 41+ узлов, что примерно на 3,5 узла быстрее, чем у 82’. Он также быстрее, чем меньший 76-дюймовый», — пояснил Ратт.

По словам Рутта, сотрудничество между Vectorply, Viking, 3A и Mahogany стало основной причиной того, что Viking смогла стать лидером в области инноваций в области строительства полузаказных лодок.

«Огромным преимуществом для нашей компании было то, что мы увидели, что каждый привносит на стол с точки зрения своих конкретных знаний», — сказал он.«Дело в том, что у вас есть люди, у которых есть возможность увидеть другие вещи и привнести новые, разные идеи. Vectorply работает в нескольких отраслях помимо морской, и наши знания будут основываться на том, что у нас есть дома, и на том, чему мы учимся вне дома».

Сделать лодки легче и быстрее, чем модели меньшего размера, — сложная задача, но с помощью пути к оптимизации от Vectorply компания Viking Yachts смогла достичь этой высокой цели, создав 80-футовый кабриолет. От начала до конца «Дорога к оптимизации» может помочь клиентам достичь целей, которые на первый взгляд кажутся маловероятными.Чтобы узнать больше о пути к оптимизации, позвоните в Vectorply сегодня по телефону 334-291-7704.

Промышленность преобразования волокон и композитов: усовершенствованная пултрузия для современной промышленности

Мохаммад Альхавамдех, Омар Аладжарма, Тристан Шелли, Сюэсэн Цзэн, Питер Шубель объясняют пултрузии, ее полезность и рост ее внедрения в этой части нашей отрасли производства волокон и композитов ряд.

Пултрузия в принципе представляет собой простой процесс изготовления композитных профилей с постоянным поперечным сечением, при котором достигается низкая трудоемкость и высокая эффективность переработки сырья в качестве непрерывной технологии обработки.Изделия из пултрузии имеют стабильное качество, и после незначительных вторичных этапов обработки они становятся готовыми к использованию в эксплуатации (Meyer 2012; Starr 2000).

Арматура в виде однонаправленного (UD) ровинга или непрерывных волокнистых матов (CFM) удерживается на стеллажах и непрерывно подается через направляющую систему.

Эти армирующие элементы пропитываются желаемой матричной системой в ванне со смолой или в камере для впрыска смолы, как показано на рисунке 1, вверху и внизу соответственно.Затем смоченный армирующий пакет направляется в предварительно отформованную форму перед входом в нагревательную форму.

Отверждение матричной арматуры происходит внутри формовочного штампа, в котором деталь из жидкого состояния переходит в твердое с помощью тепла, поступающего от нагревателей. Отвержденный профиль продвигается через тянущую систему к отрезной пиле, где готовое изделие отрезается до нужной длины (Bank 2006).

Рис. 1. Схематический вид процесса пултрузии с ванной для смолы (вверху) и камерой для впрыска смолы (внизу) (Boisse 2015).

Как правило, промышленные пултрузионные изделия содержат слои ровинга UD и CFM, пропитанные системой термореактивных смол. Среди матричных материалов, используемых в пултрузионной промышленности, наиболее распространенными являются полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные смолы. Эти типы полимерных систем ведут себя по-разному с точки зрения динамики отверждения. Каждая из этих систем имеет уникальные характеристики, такие как химическая усадка и экзотермическая реактивность, которые имеют решающее значение для процесса пултрузии. Например, система полиэфирных смол имеет более высокую химическую полимеризационную активность, чем эпоксидные смолы, что обеспечивает более быстрое отверждение при пултрузии; поэтому для пултрузии на основе полиэстера можно использовать более высокие скорости вытягивания.Напротив, системы винилэфирных смол считаются промежуточными с точки зрения реакционной способности и геометрической усадки, и они обычно являются предпочтительными системами смол для пултрузии (Boisse 2015).

Пултрузионные профили используются в качестве балок и ферм в зданиях и мостах, рам в морских сооружениях, фонарных столбов и траверс в электроинфраструктуре, труб в нефтяной промышленности, крышек лонжеронов для ветряных турбин, кабельных лотков и решетчатых дорожек в солнечных сооружениях в сектор энергетики, арматура для бетона и шпалы на железных дорогах (Balasubramanian 2013; Bank 2006; Bunsell & Renard 2005; Fangueiro 2011; GAJJAR 2020; Jones 1998; Sapuan 2017). Эти жизнеспособные строительные материалы широко использовались в зданиях и мостах в течение последних 20 лет (Kaw 2005; Oller 2014; Singer, Arbocz & Weller 2002; Uddin 2013; Vinson & Sierakowski 2006); На рис. 2 показаны несколько вариантов применения полых пултрузионных профилей.

и

б

с

Рисунок 2. Некоторые области применения пултрузионных профилей (а) соединенные полые пултрузионные профили на причалах и причалах (б) полые пултрузионные профили в укрытии и полые пултрузионные профили в пешеходных мостах и ​​(в)  (Wagners CFT).

Пултрузионная промышленность быстро растет во всех секторах инфраструктуры, при этом рыночная стоимость пултрузионных конструкций оценивается в 5,7% рынка конструкционных материалов с 11,7 млрд долларов США из 207,9 млрд долларов США. Рыночная стоимость пултрузионных конструкций по сравнению с другими традиционными строительными материалами для различных секторов представлена ​​на рисунке 3.  

Рисунок 3. Рыночная стоимость пултрузионных конструкций FRP по сравнению с обычными строительными материалами (Sellier 2019).

Даже если процесс пултрузии концептуально довольно прост, анализ его физики, динамики и определение оптимальных параметров обработки, необходимых для достижения желаемых целей, сложны из-за разнообразных взаимодействий. К ним относятся физические явления, связанные с течением материала, теплопередачей, конверсией частиц и фазовыми переходами, контактом штампа с материалом и развитием напряжения-деформации.

Совместный исследовательский центр перспективных пультрузионных технологий (CRC-P), возглавляемый компанией Wagners Composite Fiber Technologies (CFT), занимается изучением методов как увеличения производительности, так и дополнительных функций (например,г. огневое исполнение). В сотрудничестве с Университетом Южного Квинсленда и Allnex Composites процесс пултрузии и производимый продукт были исследованы как численно, так и экспериментально группами исследователей и разработчиков, чтобы лучше понять этот процесс.

Во всем мире быстро развиваются будущие тенденции и исследовательские разработки в области передовой пултрузии. Таким образом, в разработке процессов пултрузии используются новые технологии, включая новые методы, связанные с технологиями намотки и плетения.Эти технологии позволяют преодолеть ряд ограничений, связанных с архитектурой волокон, наблюдаемых при традиционной пултрузии (только для материалов UD и CFM). Разработка высокоэффективных пултрузионных композитов для различных условий окружающей среды, таких как присущая им устойчивость к ультрафиолетовому излучению, погодостойкие и огнестойкие свойства, активно исследуется. Кроме того, ожидается, что производство пултрузионных профилей с непризматическим или конусообразным поперечным сечением станет революционной разработкой, основанной на эффективности процесса пултрузии.

Фото: доктор Сюэсэн Цзэн и профессор Питер Шубель (USQ)

Авторы принадлежат к Центру материалов будущего Университета Южного Квинсленда: Мохаммад Альхавамдех — научный сотрудник с докторской степенью, доктор Омар Аладжармех — научный сотрудник с докторской степенью, доктор Тристан Шелли — инженер-исследователь, Сюэсэн Цзэн — адъюнкт-профессор, и Профессор Питер Шубель является директором.

Каталожные номера

Balasubramanian, M 2013, Композитные материалы и обработка , CRC Press.

Bank, LC 2006, Композиты для строительства: проектирование конструкций с использованием материалов FRP , John Wiley & Sons.

Boisse, P 2015, Достижения в производстве композитов и разработке процессов , Woodhead Publishing.

Bunsell, AR & Renard, J 2005, Основы композитных материалов, армированных волокном , CRC Press.

Fangueiro, R 2011, Волокнистые и композитные материалы для гражданского строительства , Elsevier.

GAJJAR, D 2020, «Разработка приложений и инноваций пултрузионных профилей FRP в Индии и Азии», Пятнадцатая всемирная пултрузионная конференция.

Джонс, Р. М. 1998, Механика композитных материалов , CRC Press.

Kaw, AK 2005, Механика композитных материалов , CRC Press.

Мейер, Р. 2012, Справочник по технологии пултрузии , Springer Science & Business Media.

Oller, S 2014, Численное моделирование механического поведения композиционных материалов , 1.изд., Конспект лекций по численным методам в технике и естественных науках, Springer, Барселона.

Sapuan, SM 2017, Композитные материалы: параллельный инженерный подход , Butterworth-Heinemann.

Sellier, J 2019, «Выявление барьеров и возможностей для внедрения передовых материалов в строительстве», Amconf 2019-Advanced Materials for Construction.

Зингер, Дж., Арбоч, Дж. и Веллер, Т. 2002, Эксперименты по потере устойчивости: экспериментальные методы потери устойчивости тонкостенных конструкций, оболочек, сборных конструкций, композитов и дополнительные темы , том.2.

Starr, T 2000, Пултрузия для инженеров , Elsevier.

Уддин, Н. 2013, Разработки в области армированных волокном полимерных (FRP) композитов для гражданского строительства , Elsevier.

Винсон, Дж. Р. и Сераковски, Р. Л. 2006, Поведение конструкций из композитных материалов , Springer.

Фото: доктор Сюэсэн Цзэн и профессор Питер Шубель (USQ)

@ Aumanufacturing редакционные серии — волокна и композиты трансформируют промышленность — приносит вам с поддержкой ThermOfisher Sciential

8 и и

8 Дополнительное волокно кластер Geelong .

Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку @AuManufacturing здесь .

 

численных исследований многослойного текстиля Композитная арматура

Исследовательская статья

Adv Res Text Eng. 2016; 1(2): 1009.

Wang P¹*, Hamila N² и Boisse P²

¹Университет Лилля, ENSAIT, лаборатория GEMTEX, Франция

²Лионский университет, INSA-Лион, лаборатория LaMCos, Франция

* Автор, ответственный за переписку: Пэн Ван, Университет Лилль, ENSAIT, лаборатория GEMTEX, Франция

Поступила в редакцию: 25 сентября 2016 г. ; Принято: 06 декабря 2016 г .; Опубликовано: 16 декабря 2016 г.

Аннотация

В целях оптимизации процессов формирования текстильного композитного армирования, без численного анализа не обойтись.Численное моделирование многослойных композитное формование позволяет прогнозировать успешный процесс производства толстые композитные детали, в частности положение волокон после формования, может быть известен. В этой статье подробно описывается набор примеров моделирования, выполненных с использованием конечный элемент полудискретной оболочки, состоящий из единичных сплетенных ячеек. предварительный результаты моделирования приведены в статье. Эти результаты могут не только улучшить понимание формуемости многослойной текстильной арматуры, но также указывают на важность относительной ориентации волокон и трения между слоями. во время формирования.

Ключевые слова: Текстильный композит; Ткани; конечно-элементный анализ; Формовка

Введение

В течение последнего десятилетия армирование текстильными композитами используется все больше и больше в авиационной промышленности. Препреги и Трансферное литье смолы (RTM) — популярный процесс в композитах. производственное поле. В качестве первой стадии в этих процессах, формирующей стадии окажет значительное влияние на пропитку смолой модификации по проницаемости [1-4] и по характеристикам конечной составной части [5-8].В этом случае численное моделирование следует провести анализ сухого текстильного армирования, чтобы предсказать условия формования, оптимизировать основное формование параметры и свести к минимуму производственный брак [9-18].

Выполнено несколько работ о многослойных формирование композитов методом численного имитационного анализа [14, 19-22]. Эти численные модели имеют дело с композитами, формирующими мезоскопический подход. Однако, когда преформа имеет большое количество слой и размеры преформы весьма важны, моделирование формования будет дорогим и неэффективным при использовании мезоскопическая модель.В настоящей статье полудискретный подход [13,16,18,23] и метод прямого приращения Лагранжа множители [24] предложены для имитации механического поведения композитных слоев и описать межслойные контакты во время формирование. Через набор формирующих симуляций аспект многослойного формирование текстильного армирования будет заметно.

Численное моделирование с подходом «полу- Дискретный»

Численное моделирование формирования текстильных композитов может быть реализуется в разных масштабах (рис. 1).Механическое поведение текстильный композит отличается тем, что возможные движения между волокнами (микроскопический масштаб) или пряжи (мезоскопический масштаб) [25-27]. Большинство из Моделирование процесса формования выполняется в макроскопическом масштабе. Для текстильного композита было предложено несколько механических моделей. подкрепления [28-32]. Однако не существует общепринятой модели который точно описывает все аспекты механического поведения ткани.

BCR – Плетеные композитные стержни для армирования бетона

Плетеные композитные стержни для армирования бетона.

Этот проект, разработанный Университетом Миньо, заключается в создании и разработке плетеных композитных стержней – BCR – для армирования бетона (балки, колонны и, в виде сети, плит и перекрытий) и стабилизации грунта (гвозди и анкеры).

Цели
Коррозия стали требует восстановления всех типов зданий. При использовании для армирования бетона приводит к его растрескиванию и расслоению.В наиболее агрессивных средах, таких как здания на берегу моря, эта проблема становится еще более серьезной, требуя регулярных инвестиций в сохранение и восстановление конструкций. Кроме того, вес армирующих материалов необходимо учитывать при планировании строительства, будь то транспортная логистика, обработка и применение в строительстве, производство или применение для усиления бетонных элементов.
Плетеные композитные стержни (BCR) не подвержены коррозии, что устраняет необходимость в реконструкции зданий и обеспечивает высокую долговечность.Кроме того, этот продукт легче, чем стальные стержни, обычно используемые в настоящее время для армирования бетона (BCR на 80% легче, чем стальные стержни). Таким образом, BCR устраняют затраты на восстановление и снижают затраты на логистику при транспортировке, обработке и применении в строительстве. Кроме того, они позволяют армировать бетонные элементы, в которых вес армирующего материала является ограничением.

Инновация
BCR представляют собой легкие стержни с высоким отношением разрывного напряжения к удельному весу, что позволяет армировать бетонные элементы, в которых утяжеляющий материал является ограничивающим фактором.В их состав входят «умные» материалы, способные контролировать этапы напряжения конструкций с помощью неразрушающего контроля «на месте». Они изготавливаются из различных материалов в соответствии с предполагаемым применением, имеют ребристую поверхность и разрабатываются в один этап производства. BCR обладают механическими, физическими и химическими свойствами, совместимыми с требованиями к характеристикам армирования бетона, и, таким образом, стальные стержни могут быть заменены этими BCR, что устраняет основную проблему, связанную с армированием бетона сталью – КОРРОЗИЮ стали.Они также показаны при замене стальных стержней для стабилизации грунтов.

Результаты
Подводя итог, можно выделить следующие основные характеристики продукта BCR:
● Не подвержен коррозии;
● Разрешить мониторинг стадии напряжения конструкций с помощью неразрушающего контроля;
● Обладают высокой прочностью;
● Обладают высокой производительностью и низкой стоимостью;
● Уменьшает деградацию конструкций и облегчает процедуры восстановления конструкций;
● Сокращение затрат на логистику при доставке, погрузочно-разгрузочных работах и ​​работе по нанесению.

Подкрепления

Gurit поставляет широкий ассортимент арматуры, подходящей для изготовления и ремонта композитных компонентов. Эти материалы основаны на наиболее широко используемых типах волокон и ориентации волокон и включают в себя различные методы конструирования при их производстве.

Ассортимент арматуры представлен типом волокна:

• Изделия из стекла – стекло E
• Углеродные изделия
• Гибридные комбинации вышеуказанных волокон
• Изделия из натурального льняного волокна

Изделия из натурального льняного волокна

В 2019 году Gurit начал сотрудничество со швейцарским высокотехнологичным стартапом Bcomp, специализирующимся на экологически безопасных облегченных решениях на основе натуральных волокон. Теперь Gurit продает продукты ampliTex™ и powerRibs™ от Bcomp, часто в сочетании с аккредитованными решениями Gurit на биооснове или низкотоксичными смолами.

Технология powerRibs™ представляет собой чрезвычайно легкую армирующую сетку из натуральных волокон. Вдохновленный прожилками листа, он обеспечивает максимальную жесткость при минимальном весе, создавая ребристую структуру на одной стороне тонкостенного элемента оболочки. Ассортимент армирующих тканей ampliTex™ имеет архитектуру, оптимизированную для различных областей применения.

Благодаря этому усилению снижается выброс CO2 полуконструкционными деталями, напр. внешние панели могут быть уменьшены на 75% по сравнению с углеродными волокнами при сохранении соответствующих характеристик. Для внутренних панелей вес может быть уменьшен до 50%, а пластик — до 80% при соответствующих характеристиках. Комбинация биосмолы Gurit и натуральных волокон Bcomp теперь является важным первым шагом к решению композитных панелей на биологической основе для различных отраслей промышленности.
Коды изделий из льняной ткани, препрега и SPRINT™, доступные для заказа, доступны в последних каталогах продукции Gurit.Для получения дополнительной информации или спецификаций продуктов обращайтесь к местному представителю службы поддержки клиентов Gurit или партнеру по сбыту (см. контактную страницу Gurit).

Для получения дополнительной информации см. соответствующие документы на боковой панели или обратитесь к представителю службы поддержки клиентов.

Работа с композитами

Осенью 1997 года я написал серию из трех статей о композитном самолетостроении.В этих статьях представлен обзор композитов применительно к авиастроению. Статьи начались с октябрьского номера журнала Sport Aviation за 1997 год. Я собираюсь снова привлечь внимание к этому популярному методу конструирования самолетов, более подробно обсудив каждый шаг, связанный с созданием композитного самолета. Определенный объем обзора будет необходим для достижения цели объяснения шагов, связанных с этим типом здания.

После того, как вы приняли решение построить самолет из композитных материалов, будь то сборный самолет или построенный чертеж, первым шагом будет создание мастерской, приобретение необходимых инструментов и организация материалов и деталей.

Помещение для мастерских
Прежде чем приступить к этому обсуждению, важно отметить, что вам не нужна идеальная лаборатория для создания композитного самолета. Как и в большинстве проектов по строительству самолетов, если у вас есть гараж на две машины, у вас есть все, что нужно. По моему опыту, наличие мастерской в ​​доме или рядом с ним решает две проблемы. Во-первых, у вас гораздо больше шансов потратить время на проект после возвращения с работы, чем на 30-минутную поездку в другое место.Это соответствует большему количеству часов работы над реальным проектом. Во-вторых, ваша семья, скорее всего, будет вовлечена. Это очень важно, если вы хотите успешно завершить проект.

Если бы у вас был идеальный магазин композитных материалов, у вас была бы «чистая комната» для укладки, раскроя ткани и т. д. и «грязная комната» для операций шлифования. У большинства из нас нет перегородки в гараже, поэтому во время шлифовки мы должны быть осторожны, чтобы не загрязнить нашу работу. Шлифование должно выполняться после отверждения и покрытия готовых деталей, а не только после выполнения новой укладки.Вам понадобится стол, на котором вы будете резать армирующие ткани (обычно стекловолокно). Так как большая часть вашей ткани будет вырезана под углом 45 градусов, может быть удобно иметь стол, специально предназначенный для этого. Вы можете придать столу форму, обрезав один конец под углом 45 градусов, чтобы упростить резку под углом. Стол должен быть достаточно широким, чтобы вместить ткань, которую вы будете использовать (60 дюймов должно быть достаточно). Вы должны быть в состоянии развернуть на столе около 4-5 футов ткани. Вам нужно будет положить твердую пластиковую режущую поверхность на верхнюю часть стола, чтобы вы могли разрезать ткань режущим лезвием.(Подробнее о резке стекловолокна позже.) Этот материал может быть полиэтиленом высокой плотности толщиной 1/8 дюйма или чем-то подобным. Другой стол может быть построен для смешивания смолы и основных укладок. Этот стол должен быть примерно 3 фута на 8 футов в зависимости от количества доступного места. Необходимая длина стола также зависит от самолета, который вы строите. Стол должен располагаться в таком месте, чтобы вы могли полностью обойти его. Кроме того, некоторые строители предпочитают иметь еще один стол меньшего размера, предназначенный для смешивания смол.После завершения части вы должны удалить ее из области, если это вообще возможно, или подвесить ее к потолку.

Большой термометр должен быть размещен на видном месте вместе с индикатором влажности. Как вы узнаете, контроль температуры и влажности очень важен при смешивании и работе со смолами. В идеале вы должны иметь возможность контролировать температуру в своей мастерской. Это, конечно, не всегда практично. Повесьте большие часы с размашистой секундной стрелкой на стену так, чтобы вы могли видеть их во время работы.Часы всегда идут на ваших смолах после того, как они были смешаны. У вас будет только определенное время для нанесения смолы, прежде чем она начнет превращаться в гель. Конечно, вам понадобится аптечка и станция для промывания глаз. Станция для промывки глаз должна быть легко доступна. Необходима правильная вентиляция рабочей зоны. При работе со смолами или при шлифовании вам может понадобиться перемещать воздух по пространству мастерской. Вентилятор может быть настроен для перемещения воздуха за пределы мастерской. Если вы действительно хотите сделать это правильно, установите вытяжной колпак над укладочным столом.Это не так сложно сделать, и это очень эффективно для удаления паров, образующихся от смол, когда вы работаете с ними. Хранение материалов, деталей и т. д. должно быть решено. Если вы строите самолет из композитного комплекта, предварительно отлитые детали необходимо тщательно хранить. Панели крыльев, например, могут изгибаться и принимать любую форму, которой они подвергаются. Деформация может быть результатом неправильного хранения. Лучший способ хранения деталей — просто оставить их в транспортировочном ящике, в котором они были доставлены.Вы также можете сохранить упаковочные материалы из ящика, чтобы использовать их в качестве набивки и т. д. для готовых деталей.

Смолы следует по возможности хранить в теплом месте. Когда температура ниже примерно 65 градусов, смолы становятся густыми. Чем ниже температура, тем гуще смола. Это означает, что вам будет трудно выливать смолу из контейнеров. Некоторые строители спроектировали отапливаемые помещения в своих цехах для хранения смол, если в самом цехе не поддерживается нормальная температура.Если смолы хранятся при очень низких температурах, они подвержены кристаллизации. Это не является серьезной проблемой, и ее можно исправить, поместив контейнер со смолой в кастрюлю с водой и нагрев воду примерно до 160 градусов по Фаренгейту или около того, пока кристаллы не растворятся. Смолы могут храниться в течение нескольких лет до использования. Это называется их «сроком годности». Однако в случае с эпоксидными смолами сопутствующий отвердитель обычно имеет срок годности менее одного года. Винилэфирные смолы часто имеют еще меньший срок годности, особенно если они рекламировались до отгрузки.

Инструменты для композитных материалов
Большинство инструментов, которые вам понадобятся для сборки самолета из композитных материалов, легко доступны и относительно недороги. Ниже приведен неполный список инструментов, которые вам понадобятся:

• Весы, смесительный насос или весы для смешивания смолы
• Шлифовальные блоки
• Пилы — ножовка, копровая пила и лобзик
• Столярный уровень
• Столярный угольник
• Зажимы
• Ручная электрическая дрель
• Ножницы для ткани
• Ротационная фреза
• Рифленые ролики для ламината
• Ножи, включая универсальный нож и большой зубчатый нож
• Респиратор
• Резиновые ракели
• Линейка
• Пылесос
• Фен

Другие инструменты, которые желательно иметь, включают инструмент Dremel с насадками для придания формы и резки, прямошлифовальную машину, сверлильный станок, ленточнопильный станок, роторную или орбитальную шлифовальную машину, и этот список можно продолжить. Инструменты, которые я упомянул, относятся к композитным конструкциям. Вам также потребуются базовые инструменты и, как правило, некоторые инструменты из листового металла для небольшого количества заклепок и т. д. Лучший способ определить, какие именно инструменты вам понадобятся, — это прочитать руководство по сборке производителя комплекта или планы дизайнера. Они почти всегда предоставят вам список основных инструментов, необходимых для сборки их самолета. Теперь, когда мы установили, какое помещение для мастерской вам понадобится, а также несколько необходимых инструментов, давайте приступим к основам строительства.Я расскажу о каждом типе материала, используемого в композитном строительстве, и о том, как работать с каждым из них в отдельности. После того, как мы заложим основу, в следующих выпусках я расскажу о правильных методах выполнения композитной укладки, методах склеивания и оклейки лентой, формировании точек крепления, пост-отверждении и большинстве действий, в которые вы будете вовлечены, если решите строить составной самолет. Если вам нужен полный обзор основных композитов, я приглашаю вас прочитать предыдущие статьи, которые я упоминал в начале этой статьи.Я хочу сделать краткий обзор некоторых материалов, используемых в композитных конструкциях, с акцентом на том, как работать с каждым из них.

Материалы сердцевины
Начнем с материалов сердцевины, которые обычно состоят из вспененного материала. Полистирол – это первый основной материал, о котором пойдет речь.

Полистирол

выпускается в больших блоках и обычно используется для формирования больших конструкций, таких как крылья, поверхности управления и т. д. Если вы строите самолет по чертежам, вы будете строить большую часть самолета из этого материала.Полистирол можно резать ножом, пилой или придать ему форму аэродинамического профиля. Обычно последнее будет востребовано в планах. Вы можете найти чертежи устройства с термокабелем в буклете Rutan под названием Самодельное строительство самолетов без форм из композитных сэндвичей, которое можно получить в компаниях-поставщиках. Это устройство легко построить из обычных материалов. Шаблоны изготавливаются из чертежей самолета, которые вы получаете, и используются в качестве ориентира при вырезании пенопласта до нужной формы. В частности, при работе со всеми пенами и особенно с пенополистиролом ячейки или пустоты в пене должны быть заполнены до нанесения армирующего материала.Это достигается путем смешивания суспензии или использования коммерческого наполнителя производства Poly-Fiber под названием SuperFil. Это первый шаг в процессе укладки, который будет подробно обсуждаться позже. Следует также отметить, что винилэфирные смолы растворяют пенополистирол, поэтому они не используются с этим типом материала сердцевины.

В большинстве комплектов самолетов используется пенополиуретан (уретан) или поливинилхлорид (ПВХ). Эти пены бывают разной плотности и толщины.Обычно толщина будет примерно от одной четверти дюйма до двух дюймов или около того. У большинства комплектных самолетов большие аэродинамические поверхности будут частично завершены, и вам нужно будет просто построить нервюры, переборки и т. д. и приклеить их на место. Эти пены легко режутся ножом или пилой. НЕ ГОРЯЧУЮ ПРОВОДКУ ПЕНОУРЕТАНА . Они будут выделять ядовитые газы, если они подключены к горячей проводке. Они также легко воспламеняются. Не сжигайте остатки материала, так как выделяются те же газы. Шлифовальные блоки используются для придания формы пенопласту.Ленточные пилы и фрезеры также можно использовать для резки и придания формы. Сотовые заполнители используются в нескольких комплектах самолетов. Обычно от вас не требуется работать с этим материалом, так как производитель набора поставит готовые детали, в которых используется сотовый заполнитель.

Армирующие материалы

Этот термин используется для тканевых материалов, используемых в композитных конструкциях. Мы обнаружим три различных типа материалов, используемых в большинстве композитных самолетов. Это стекловолокно, кевлар и углеродное волокно (графит).Стекловолокно является наиболее часто используемым материалом. Обладает лучшими физическими характеристиками при минимальной цене. Не вдаваясь в подробности, есть несколько основных вещей, которые вы действительно должны знать о тканях. Стекловолокно состоит из нитей стекла, которые скручены вместе, образуя пряжу. Эта пряжа, или волокно, как ее часто называют, затем вплетается в определенные стили стекловолокна. Когда ткачи обрабатывают стекловолокно, они используют такие термины, как «деформация», «наполнение» и «кромка края» (см. рис. 1). Деформация определяет волокна, которые проходят по всей длине ткани, когда она сходит с рулона.Направление деформации обозначено как 0 градусов. Волокна наполнителя проходят перпендикулярно волокнам основы. Они обозначены как 90 градусов. Волокна или нити наполнителя переплетаются с волокнами основы. Край кромки — это тканый край, изготовленный ткачом для предотвращения износа краев. Некоторые из новых тканей сегодня не имеют кромки. Края прошиты тонкой нитью.

Однонаправленное стекловолокно
В однонаправленном стекловолокне все основные волокна проходят в одном направлении. Вся сила ткани сосредоточена в одном направлении. Наполнитель часто состоит из нитей, предназначенных для скрепления стеклянных волокон. Обычный термин для этого стекла — «уни». Изготавливается как в стеклоткане, так и в лентах. Общий номер модели, используемый многими композитными самолетами, обозначается как 7715. Эта ткань обычно используется там, где основные нагрузки действуют в одном направлении, например, в лонжероне.

Двунаправленное стекловолокно
В этом стекле основные волокна идут в двух направлениях, как в основе, так и в наполнителе.Другими словами, вместо нитей в качестве наполнителя используются стекловолокна. Таким образом, у нас есть стекловолокно как под углом 0 градусов, так и под углом 90 градусов. Другими словами, ткань имеет половину волокон в одном направлении и половину в другом направлении под прямым углом. Это означает, что ткань имеет одинаковую прочность в обоих направлениях. Этот тип ткани обычно называют «заявкой». Конечно, существует множество различных стилей и плетений. 7725 и 7781 — две очень распространенные ткани, используемые в самолетах любительской постройки.В ваших планах они часто будут упоминаться как ткань для ставок.

Ткань

Bid может быть сшита более чем в один слой, чтобы сформировать так называемую двухосную или трехосную ткань, в зависимости от количества задействованных слоев. Самое главное, что вы должны понять, это то, что вы должны использовать тип и стиль ткани, которые требуются в ваших планах. Не экспериментируйте с тканями. Дизайнер определил ткань для использования на основе структурного анализа. Используйте то, что они говорят вам использовать.

Все просто.Я не собираюсь обсуждать все доступные варианты переплетения ткани и т. д. Вы можете прочитать книгу Эндрю Маршалла Composite Basics, чтобы хорошо обсудить это. Я хочу сосредоточиться на основах, которые вам необходимо знать, чтобы безопасно построить свой самолет.

Обращение и резка стекловолокна
Прежде всего, необходимо соблюдать осторожность при обращении со стекловолокном. Не забудьте разрезать стекло в чистом месте. Не роняйте стекловолокно на пол. Он будет загрязнен грязью и мусором.Если ваше стекловолокно намокнет, не используйте его в конструкции. Будьте осторожны при обращении со стекловолокном, так как его форму можно легко деформировать. Пометьте ткань маркером Sharpie. Эти метки не будут видны через окончательную отделку. Ваши планы обычно требуют, чтобы вы разрезали ткань под углом 45 градусов. Это делается для достижения максимальной прочности в конечной конструкции. Поэтому обычно мы режем стекло под углом 45 градусов. Вам понадобится маркер Sharpie, линейка, измерительное устройство и хорошие ножницы или дисковый резак.При раскрое в размеры обычно закладывают припуск на небольшие отклонения. Если вы находитесь в пределах полудюйма или около того, это должно быть хорошо. При разрезании ткань может немного деформироваться. Если это так, его можно аккуратно вернуть в надлежащую форму, потянув за край. Резка может быть сделана с помощью хороших ножниц или дискового резака, или их иногда называют роликовым лезвием. Многие люди называют это ножом для пиццы — это термин для ротационного ножа — это не настоящий нож для пиццы.Приобретите дисковый резак в одной из компаний-поставщиков.

После того, как вы обрежете ткань до нужного размера, аккуратно сверните ее в достаточно большой рулон. Другими словами, не сворачивайте его туго. Это лучший

способ транспортировки ткани в вашу структуру. Мы увидим, как применить его позже. Если вы возьмете его за концы, он исказится и не будет правильно вписываться в площадь детали. Также важно отметить, что краевую кромку необходимо удалить перед нанесением ее на конструкцию.(Примечание: это не относится к типу стекловолокна без кромочной кромки.) Резка под углом 45 градусов приведет к определенному количеству отходов. Однако необходимо, чтобы вы разрезали таким образом, чтобы достичь максимальной прочности. Кстати, угол не критичен. Вам не нужно измерять его точно. Глаз это будет работать нормально. Позвольте мне подчеркнуть, что вы должны разрезать ткань в той ориентации, которая предусмотрена вашим планом.

Смолы
Чтобы подчеркнуть важность смоляной матрицы, я хотел бы процитировать Эндрю Маршалла из его книги «Основы композитов».«По сути, смоляная матрица является ключом ко всей операции по производству композитных структур. Ранее отмечалось, что смоляная матрица представляет собой массу, в которой существуют волокна, но смола делает гораздо больше, чем просто содержит волокна. Ее основная задача заключается в переносе нагрузки с одного волокна на другое, а также с пучков волокон или групп армирования на соседнюю структуру, которая может быть либо встроена в композит во время изготовления, либо приклеена к нему на более позднем этапе.Таким образом, полимерный материал распределяет и передает нагрузку внутри конструкции, так что каждое армирующее волокно несет пропорциональную долю нагрузки.»

Существует два типа смол, которые чаще всего используются в композитных самолетах. Это винилэфирные смолы и эпоксидные смолы. Я не буду обсуждать полиэфирные смолы, так как они не должны применяться в самолетах, за исключением очень ограниченного нестроительного использования.

Винилэфирная смола  
Этот тип смолы используется несколькими производителями наборов.Винилэфиры имеют низкую вязкость, что делает их удобными в использовании. На время отверждения также можно легко повлиять, просто добавив больше отвердителя, что ускорит время отверждения. Несмотря на время отверждения, отвержденный винилэфир обычно демонстрирует стабильные свойства прочности и гибкости. Время работы с этой смолой зависит от температуры окружающей среды и количества добавленного катализатора. Винилэфирная смола дешевле эпоксидной смолы и выдерживает высокие температуры без последующего отверждения. Отрицательная сторона этого вытекает из процесса смешивания.Винилэфирную смолу необходимо «раскрутить» перед смешиванием с катализатором. Этому способствует использование химического вещества под названием нафтенат кобальта (CONAP). Это химическое вещество должно быть добавлено в смолу перед катализом. Винилэфирная смола катализируется с использованием химического вещества, называемого перекисью метилэтилкетона (MEKP). CONAP и MEKP, смешанные вместе перед помещением в смолу, могут вызвать пожар или взрыв. Вы не столкнетесь с этой опасностью, если не забудете поместить CONAP в винилэфирную смолу перед добавлением MEKP.При использовании MEKP также необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Это химическое вещество очень опасно для глаз.

В целом, винилэфирные смолы представляют собой простые в использовании, прочные, высокотемпературные и недорогие смолы. Проблемы с раздражением кожи также менее вероятны, чем при использовании эпоксидной смолы. Просто помните о мерах предосторожности при смешивании винилэфирных смол. Не смешивайте CONAP с MEKP и всегда надевайте защитную маску при использовании MEKP.

Эпоксидная смола  
Эпоксидная смола стала доминировать в аэрокосмической промышленности и широко используется в изготовленных на заказ самолетах.Эпоксидные смолы отличаются от винилэфирных смол тем, что они затвердевают в процессе, известном как «сшивка». Эпоксидные смолы состоят из двух частей: смолы и отвердителя. В отличие от винилэфирной смолы, соотношение смолы и отвердителя в смеси имеет решающее значение. Добавление большего количества отвердителя не ускорит время отверждения. На самом деле, это может серьезно затруднить отверждение смолы, что приведет к снижению прочности окончательно отвержденной детали. Доступны различные типы эпоксидных смол. Опять же, используйте тип эпоксидной смолы, указанный дизайнером.Время работы может варьироваться при использовании различных типов эпоксидных смол. 5-минутная эпоксидная смола обычно используется, чтобы просто скрепить две детали вместе для дальнейшего склеивания. Эти эпоксидные смолы затвердевают в течение пяти минут и не должны использоваться в конструкционных целях. Структурные эпоксидные смолы будут иметь рабочее время около 45 минут в зависимости от типа эпоксидной смолы и температуры окружающей среды. Надлежащая защита кожи является обязательной при использовании эпоксидных смол из-за кожного дерматита, который может быть вызван химическим веществом.