Материалы армирующие: Армирующие материалы: виды и назначение
Армирующие материалы: виды и назначение
Армирующие материалы необходимы при производстве стеклопластиковых изделий. От них зависят прочностные и физико-механические свойства готовой продукции. Подобные изделия становятся внутренним каркасом, который повышает исходные характеристики сырья. Для этого используют специальное стеклянное волокно. Эта продукция является самой распространенной. На ее основе изготавливают и другие виды материалов:
- маты;
- ткани;
- нити;
- сетки;
- вуали.
Существует и другая продукция. Каждое изделие предназначается для определенных целей. Его применяют в самых разных отраслях производства. Некоторые материалы применяются для обмотки оболочек или изготовления труб, другие – распыляются на сырье, третьи – необходимы для пропитывания под давлением или контактного прессования и формования.Стекломаты
Этот материал представляет собой универсальное полотно белого цвета.
Стекломаты часто применяют при изготовлении ламината. Это значительно повышает его механико-прочностные характеристики. Также при помощи стекломатов производят лодки и катера, антивандальные сиденья, столешницы, ванны и раковины, автомобильные бампера, спойлеры и т.д. Наиболее востребованными считаются изделия с плотностью 300, 450 и 600 г/м2.
Стеклоткани
Материал выпускается в виде полотна, изготовленного из стеклонитей. Его используют в машино- и судостроении, химической промышленности. Также он применяется при ремонтных и строительных работах, для автотюнинга и приборостроения. Стеклоткань обеспечивает устойчивость к химическим и механическим повреждениям, коррозийным процессам. Она не горит, не является токсичной или взрывоопасной, способна переносить низкие и высокие температуры.
Стекловолокно
Этот армирующий материал является одним из самых востребованных. Он представляет собой тонкие белые нити, которые могут быть одинарными или двойными. Первые применяются во время производства звуко- и теплоизоляционных материалов. Также они предназначаются для фильтрации или наполнения пластмасс. Двойной вариант стекловолокна необходим для производства тканых или нетканых материалов. Его применяют во время электроизоляции проводов и производства композитных материалов.
Стекловолокна отличаются высокой прочностью даже при сильном растяжении. Также им присущи отличные термические и изоляционные свойства. Они обладают устойчивостью к воде и большинству химикатов.
Заказать любые армирующие материалы можно на сайте интернет-магазина «Полипарк». При необходимости можно обратиться к консультанту для подбора материала для тех или иных целей и его расчета.
Реквизиты ООО «ПОЛИПАРК»
Юридический адрес: 300004, ТУЛЬСКАЯ ОБЛ, ТУЛА Г, НОВОМЕДВЕНСКИЙ ПР, ДОМ 9
ИНН: 7103514177
ОГРН: 1127154006253
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
версия для печати
Армирующие материалы
Армирующие материалы
Общая информация:
Армированные стеклопластики представляют собой композитный материал, состоящий из полимерной матрицы и армирующего материала стекловолокна.
Полимерная матрица обычно представляет собой полиэфирную, винилэфирную либо эпоксидную смолу. Смола является связующим веществом для волокон структурного ламината и определяет форму детали из стеклопластика. Армирующие материалы являются основой, составляющей композитов, обеспечивающий определенные физико-механические свойства готовому изделию.
Наиболее распространенным типом стекловолокна, используемым в производстве стеклопластика, является «Е»-стекло, произведенное из алюмоборосиликатного стекла. Для придания изделию диэлектрической прочности и химических свойств используют «E-CR» стекло.
В зависимости от способа производства стеклопластика во многом определяется выбор армирующего материала. Ниже приведены самые распространенные технологии и виды армирующих материалов.
Разновидности армирующих материалов:
-
Стекловуали
Используется во внутренних и наружных поверхностях композитов, для улучшения химической и коррозийной стойкости, прочности, внешнего вида для снижения проявления структуры стекломата на гелькоуте.
-
Стекломаты
Производится из рубленного стекловолокна заданной длинны, имеют хаотичную структуру и склеены между собой эмульсионным связующим либо порошковым.
-
Эмульсионные стекломаты
Характеризуются хорошими механическими свойствами и очень хорошей сопротивляемостью атмосферным воздействиям в течении длительного времени.
-
Порошковые стекломаты
-
Стекломат из непрерывных волокон
Нетканный мат, произведенный из непрерывных волокон, расположенных в несколько слоев случайным порядком. Применяется в технологиях закрытого формования RTM, пултрузия, литье под давлением, вакуумная инфузия.
-
Стеклоткань
Конструкционная стеклоткань полотняное плетение
Саржевое плетение
Однонаправленная стеклоткань. (0)
Биаксиальная ткань (+45/-45)
Триаксиальная стеклоткань (0/+45/-45)
Квадроаксиальная стеклоткань ( +45/0/-45/90)
-
Мультиаксиальные стеклоткани
Cостоят из одного или более слоев стеклоровинга, ориентированных в различных направлениях и прошитых полиэфирной нитью.
Применяется в контактном методе формовки, вакуумной инфузии, обеспечивают высокие механические характеристики на растяжение, изгиб, ударопрочность.
-
Стеклоровинг
Представляет собой жгут непрерывных нитей стекловолокна имеет вид мотка из равномерно намотанных прядей волокна, различается плотностью, количеством нитей волокон в жгуте, обозначается Текс (вес в гр на 1км). Используется в процессах пултрузии, намотки, а также для производства стеклотканей и стекломатов. Имеет высокие механические свойства и высокий модуль упругости.
Виды стеклоровинга:
- прямой стеклоровинг имеет параллельные элементарные нити применяется в пултрузии намотке, производстве стеклотканей.
- ассемблированный стеклоровинг (сложенный) имеет вид жгута с несколькими комплексными нитями, применяется в намотке, пултрузии, производстве композитной арматуры.
- малосложенный (текстурированный) стеклоровинг представляет собой жгут из нескольких комплексных нитей.
- Спрей ровинг (многосложенный) используется в производстве стеклопластика методом напыления.
-
COMBIFLOW
Вид ткани используемой в RTM, RTM-Light, вакуумной инфузии. Представляет собой комбинацию нетканой сердцевины из полипропилена, сшитой между двумя или тремя слоями рубленного стекловолокна без связующего, биаксиальных тканей или стеклоткани. Обеспечивает оптимальную толщину изделия, при небольшом весе, специальная конструкция ткани и высокие механические показатели композита.
Применяется в контактном методе формовки, вакуумной инфузии, обеспечивают высокие механические характеристики на растяжение, изгиб, ударопрочность.
заказать услугу
Арматура — Композитные материалы | CompositesLab
Арматура может быть ориентирована для обеспечения заданных свойств в направлении нагрузок, действующих на конечный продукт.
Многие материалы способны усиливать полимеры. Некоторые материалы, такие как целлюлоза в древесине, являются природными продуктами. Однако большинство коммерческих подкреплений созданы руками человека. Существует множество коммерчески доступных форм армирования, отвечающих конструктивным требованиям пользователя. Возможность адаптировать архитектуру волокна позволяет оптимизировать производительность продукта, что приводит к снижению веса и стоимости.
Хотя многие виды волокон используются в качестве армирующих материалов в композитных ламинатах, стекловолокна составляют более 90 процентов волокон, используемых в армированных пластмассах, поскольку они недороги в производстве и имеют относительно хорошее соотношение прочности и веса.
- Стекловолокно: На основе алюмо-известково-боросиликатной композиции стекловолокно «E» или «E-CR» считается преобладающим армирующим материалом для композитов с полимерной матрицей из-за их высоких электроизоляционных свойств, низкой восприимчивости к влагостойкостью и высокими механическими свойствами. Стекло E-CR отличается от стекла E-стекла превосходными свойствами коррозионной стойкости. Другие коммерческие составы включают стекло «S» с более высокой прочностью, термостойкостью и модулем, H-стекло с более высоким модулем и стекло AR (щелочестойкое) с превосходной коррозионной стойкостью. Стекло, как правило, является хорошим ударопрочным волокном, но весит больше, чем углерод или арамид. Стекловолокно обладает превосходными механическими характеристиками, в некоторых формах прочнее стали. Более низкий модуль требует специальной обработки конструкции, где жесткость имеет решающее значение. Стеклянные волокна прозрачны для радиочастотного излучения и используются в радиолокационных антеннах.
- Углеродные волокна: Углеродные волокна изготавливаются из органических прекурсоров, включая ПАН (полиакрилонитрил), вискозу и смолы, причем последние два обычно используются для низкомодульных волокон. Термины «углеродное» и «графитовое» волокно обычно используются взаимозаменяемо, хотя технически графит относится к волокну, состав которого составляет более 99 процентов углерода, по сравнению с 93-95 процентами для углеродных волокон на основе ПАН. Углеродное волокно обеспечивает самую высокую прочность и жесткость среди всех армирующих волокон. Высокотемпературные характеристики особенно важны для углеродных волокон. Основным недостатком волокон на основе ПАН является их высокая относительная стоимость, которая является результатом стоимости основного материала и энергоемкости 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): Наиболее распространенным синтетическим волокном является арамид. Арамидное волокно представляет собой ароматический полиимид, представляющий собой искусственное органическое волокно для композитного армирования. Арамидные волокна обладают хорошими механическими свойствами при низкой плотности с дополнительным преимуществом в виде ударной вязкости или устойчивости к повреждениям/ударам. Они характеризуются достаточно высокой прочностью на растяжение, средним модулем и очень низкой плотностью по сравнению со стеклом и углеродом. Арамидные волокна являются изоляторами электричества и тепла и повышают ударопрочность композитов. Они устойчивы к органическим растворителям, горюче-смазочным материалам. Арамидные композиты не так хороши по прочности на сжатие, как стеклянные или углеродные композиты. Сухие арамидные волокна прочны и используются в качестве тросов или канатов, а также часто используются в баллистических целях. Кевлар®, пожалуй, самый известный пример арамидного волокна. Арамид является преобладающей заменой органического армирующего волокна для стальных брекеров в шинах.
- Новые волокна: Полиэфирные и нейлоновые термопластичные волокна недавно были введены как в качестве основных армирующих материалов, так и в сочетании со стекловолокном. Привлекательные характеристики включают низкую плотность, разумную стоимость и хорошую ударопрочность и сопротивление усталости. Хотя полиэфирные волокна обладают довольно высокой прочностью, их жесткость значительно ниже, чем у стекла. Более специализированные армирующие материалы для высокой прочности и использования при высоких температурах включают металлы и оксиды металлов, такие как те, которые используются в самолетах или аэрокосмической промышленности.
Стекло E-CR отличается от стекла E-стекла превосходными свойствами коррозионной стойкости. Другие коммерческие составы включают стекло «S» с более высокой прочностью, термостойкостью и модулем, H-стекло с более высоким модулем и стекло AR (щелочестойкое) с превосходной коррозионной стойкостью. Стекло, как правило, является хорошим ударопрочным волокном, но весит больше, чем углерод или арамид. Стекловолокно обладает превосходными механическими характеристиками, в некоторых формах прочнее стали. Более низкий модуль требует специальной обработки конструкции, где жесткость имеет решающее значение. Стеклянные волокна прозрачны для радиочастотного излучения и используются в радиолокационных антеннах.
Углеродное волокно обеспечивает самую высокую прочность и жесткость среди всех армирующих волокон. Высокотемпературные характеристики особенно важны для углеродных волокон. Основным недостатком волокон на основе ПАН является их высокая относительная стоимость, которая является результатом стоимости основного материала и энергоемкости 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.
Они характеризуются достаточно высокой прочностью на растяжение, средним модулем и очень низкой плотностью по сравнению со стеклом и углеродом. Арамидные волокна являются изоляторами электричества и тепла и повышают ударопрочность композитов. Они устойчивы к органическим растворителям, горюче-смазочным материалам. Арамидные композиты не так хороши по прочности на сжатие, как стеклянные или углеродные композиты. Сухие арамидные волокна прочны и используются в качестве тросов или канатов, а также часто используются в баллистических целях. Кевлар®, пожалуй, самый известный пример арамидного волокна. Арамид является преобладающей заменой органического армирующего волокна для стальных брекеров в шинах.
Хотя полиэфирные волокна обладают довольно высокой прочностью, их жесткость значительно ниже, чем у стекла. Более специализированные армирующие материалы для высокой прочности и использования при высоких температурах включают металлы и оксиды металлов, такие как те, которые используются в самолетах или аэрокосмической промышленности.Независимо от материала арматура доступна в формах, подходящих для широкого спектра процессов и требований к конечному продукту. Материалы, поставляемые в качестве армирующих материалов, включают ровинг, измельченное волокно, рубленые нити, непрерывный, рубленый или термоформуемый мат. Армирующие материалы могут быть разработаны с уникальной архитектурой волокна и предварительно отформованы (формованы) в зависимости от требований к продукту и производственного процесса.
- Многосторонние и односторонние ровинги: Ровинги используются в основном в термореактивных смесях, но могут использоваться и в термопластах. Ровинги с несколькими концами состоят из множества отдельных прядей или пучков нитей, которые затем нарезаются и случайным образом укладываются в полимерную матрицу. В таких процессах, как листовая формовочная смесь (SMC), преформа и напыление, используется многосторонний ровинг. Многосторонние ровницы также могут использоваться в некоторых приложениях для намотки нити и пултрузии. Ровница с одним концом состоит из множества отдельных нитей, намотанных в одну прядь. Продукт обычно используется в процессах, использующих однонаправленное армирование, таких как намотка волокна или пултрузия.
- Маты и вуали: Армирующие маты и нетканые вуали обычно описываются по весу на единицу площади. Например, мат из рубленого волокна весом 2 унции будет весить 2 унции на квадратный ярд. Тип армирования, дисперсия волокон и количество связующего, используемого для скрепления мата или вуали, определяют различия между продуктами мата. В некоторых процессах, таких как ручная укладка, связующее необходимо растворить. В других процессах, особенно при компрессионном формовании и пултрузии, связующее должно выдерживать гидравлические силы и растворяющее действие матричной смолы во время формования. Таким образом, с точки зрения связующего, производятся две основные категории матов или вуалей, известные как растворимые и нерастворимые связующие.
- Тканые, сшитые, плетеные и трехмерные ткани: Существует множество типов тканей, которые можно использовать для усиления полимеров в композитах. Разнонаправленное армирование получают путем переплетения, вязания, сшивания или плетения непрерывных волокон в ткань из крученой и крученой пряжи. Ткани могут быть изготовлены с использованием практически любого армирующего волокна. Наиболее распространенные ткани изготавливаются из стекловолокна, углерода или арамида. Ткани обладают направленной прочностью и высокими нагрузками армирования, которые часто встречаются в высокопроизводительных приложениях. Ткани позволяют точно разместить армирование. Это невозможно сделать с размолотыми волокнами или рублеными нитями, а возможно только с непрерывными нитями с использованием относительно дорогого оборудования для укладки волокон. Из-за непрерывной природы волокон в большинстве тканей отношение прочности к весу намного выше, чем у версий с разрезанными или рублеными волокнами. Сшитые ткани позволяют настроить ориентацию волокон в структуре ткани. Это может иметь большое преимущество при проектировании с учетом устойчивости к сдвигу или кручению.
- Однонаправленные: Однонаправленные армирующие материалы включают ленты, жгуты, однонаправленные жгуты и ровинг (представляющие собой наборы волокон или прядей). Волокна в этой форме выровнены параллельно в одном направлении и не извиты, что обеспечивает высочайшие механические свойства. Композиты с использованием однонаправленных лент или листов обладают высокой прочностью в направлении волокон. Однонаправленные листы тонкие, и для большинства структурных применений требуется несколько слоев. Типичные области применения однонаправленного армирования включают высоконагруженные композитные материалы, такие как компоненты самолетов или гоночные лодки.
- Препрег: Препреги представляют собой готовый материал, изготовленный из армирующей формы и полимерной матрицы. Пропускание армирующих волокон или форм, таких как ткани, через ванну со смолой используется для изготовления препрега. Смола насыщается (пропитывается) волокном, а затем нагревается для продвижения реакции отверждения на различные стадии отверждения. Доступны термореактивные или термопластичные 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 дизайна.
- Измельченное: Измельченное волокно представляет собой рубленое волокно с очень короткой длиной волокна (обычно менее 1/8 дюйма). Эти продукты часто используются в термореактивных замазках, отливках или синтетических пенопластах для предотвращения растрескивания отвержденной композиции из-за усадки смолы.
Ровинги с несколькими концами состоят из множества отдельных прядей или пучков нитей, которые затем нарезаются и случайным образом укладываются в полимерную матрицу. В таких процессах, как листовая формовочная смесь (SMC), преформа и напыление, используется многосторонний ровинг. Многосторонние ровницы также могут использоваться в некоторых приложениях для намотки нити и пултрузии. Ровница с одним концом состоит из множества отдельных нитей, намотанных в одну прядь. Продукт обычно используется в процессах, использующих однонаправленное армирование, таких как намотка волокна или пултрузия.
В других процессах, особенно при компрессионном формовании и пултрузии, связующее должно выдерживать гидравлические силы и растворяющее действие матричной смолы во время формования. Таким образом, с точки зрения связующего, производятся две основные категории матов или вуалей, известные как растворимые и нерастворимые связующие.
Это невозможно сделать с размолотыми волокнами или рублеными нитями, а возможно только с непрерывными нитями с использованием относительно дорогого оборудования для укладки волокон. Из-за непрерывной природы волокон в большинстве тканей отношение прочности к весу намного выше, чем у версий с разрезанными или рублеными волокнами. Сшитые ткани позволяют настроить ориентацию волокон в структуре ткани. Это может иметь большое преимущество при проектировании с учетом устойчивости к сдвигу или кручению.
Типичные области применения однонаправленного армирования включают высоконагруженные композитные материалы, такие как компоненты самолетов или гоночные лодки.
Как правильно выбрать армирующий материал?
🕑 Время чтения: 1 минута
Сталь — традиционный армирующий материал, используемый в строительстве для придания бетонным конструкциям прочности на растяжение и пластичности. Сталь и бетон обладают схожими тепловыми характеристиками, которые заставляют их расширяться и сжиматься с одинаковой скоростью. Оба они, следовательно, работают вместе как единое целое в конкретных структурах.
Одной из самых больших проблем со стальной арматурой является коррозия, когда объем ржавчины в пять раз превышает объем исходной стали. Это приводит к повреждению бетонных конструкций. Чтобы решить эту проблему, было разработано несколько типов арматуры, а именно:
- Арматура из нержавеющей стали
- Армированная волокном полимерная сталь
- Углеродистая сталь с эпоксидным покрытием
В этой статье объясняются основные характеристики различных арматурных сталей, доступных в строительный рынок.
Это руководство по материалам может помочь в выборе лучшего армирующего материала в соответствии с требованиями.
Содержание:
- 1. Стальные армирующие стержни
- 2. Усиленные волокнистые армированные полимерные арматуру
- 3 простой процесс. Сталь указывается по диаметру и марке. Стандартные спецификации стали приведены в ASTM A615/A615M-20 «Стандартные спецификации для деформированных и простых стержней из углеродистой стали для армирования бетона».
Сталь класса 40 означает стальной стержень с минимальным пределом текучести 40 000 фунтов на квадратный дюйм в соответствии со стандартами и спецификациями ASTM. Размеры стержней обозначаются в дюймо-фунтовых размерах стержней или метрических размерах стержней.
Рис. 1: Стальная арматураСтальная арматура является хорошим вариантом, когда коррозия не представляет опасности для конструкции. Будучи обычным вариантом армирования, он легко доступен. Для бетонных конструкций, требующих более высокой прочности на растяжение, можно использовать арматурную сталь более высокого качества.
Армирующие волокна полимеры (FRP) состоят из армирующих волокон, наполнителей, добавок и смолы. По сравнению со стальной арматурой, арматура FRP обладает высокой коррозионной стойкостью. Он также легче по весу и жестче.
Применение фиброармирования в бетонных конструкциях повышает жесткость и прочность на растяжение.
Рис. 2: Армирование волокномСмола, используемая в армировании FRP, обладает высокой прочностью на сжатие, которая может связать всю бетонную смесь в более прочную массу.
Обычно используемыми армирующими волокнами FRP являются арамид, углерод и волокна. Стекловолокно дешевле, а углеродное волокно — одно из самых дорогих.
Нержавеющая сталь представляет собой низкоуглеродистую сталь с общим содержанием углерода менее 1%. Он содержит не менее 10,5% хрома, который создает на его поверхности слой, делающий его устойчивым к коррозии. Это делает сталь нержавеющей.
Рис. 3: Арматурные стержни из нержавеющей сталиПо сравнению со стандартными стальными стержнями, стержни из нержавеющей стали стоят дороже.
Но они обеспечивают высокую прочность и стойкость к коррозионным воздействиям, особенно в суровых морских условиях, воздействиям дорожных солей и т. д.На основании этого свойства нержавеющую сталь лучше всего использовать для колонн, опор, гаражей, подпорных стенок, причалов и причалов.
ASTM A955/A955M «Стандартные технические условия на деформированные и гладкие стержни из нержавеющей стали для армирования бетона» содержат стандартные рекомендации для армирования из нержавеющей стали.
Арматурные стержни с эпоксидным покрытием или сырые стержни заменяют обычную стальную арматуру для повышения прочности бетона и коррозионной стойкости. Стальная арматура перед транспортировкой на строительную площадку покрывается эпоксидной смолой. ASTM A775 определяет спецификации и рекомендации для арматурных стержней с эпоксидным покрытием.
Рис. 4: Арматура с эпоксидным покрытием
Изображение предоставлено Harris Supply SolutionsОни используются для строительства тротуаров, мостов, парковочных сооружений и сооружений, подверженных воздействию морской воды и солей против обледенения.
Правильно изготовленная арматура с эпоксидным покрытием и обращение с ней могут сыграть важную роль в замедлении коррозии арматуры. Одной из проблем, с которой сталкивается арматура с эпоксидным покрытием, является качество покрытия. Чем деликатнее покрытие, тем меньше коррозионная стойкость. Это одна из причин, по которой нержавеющая сталь имеет больше преимуществ, чем арматура с эпоксидным покрытием. С точки зрения стоимости арматура с эпоксидным покрытием в восемь раз дешевле, чем нержавеющая сталь.
Часто задаваемые вопросы
Какие существуют типы арматурных стержней в зависимости от материала?
Основные типы арматуры, используемые в строительстве:
1. Стандартная стальная арматура
2. Арматура из нержавеющей стали
3. Стальная арматура с эпоксидным покрытием
4. Армирование волокномКак выбрать между арматурные стержни из нержавейки?
Стальная арматура хорошего качества с эпоксидным покрытием играет важную роль в замедлении скорости коррозии.
Но они обеспечивают высокую прочность и стойкость к коррозионным воздействиям, особенно в суровых морских условиях, воздействиям дорожных солей и т. д.
