Арматура композитная: Композитная арматура — плюсы и минусы, отзывы, характеристики, свойства — foamin.ru

Содержание

Композитная арматура — Энциклопедия

Композитная арматура – изделие строительного назначения, представляющее собой стержни из стеклянных или базальтовых волокон со спиральной или поперечной рельефностью, пропитанных химически стойким термореактивным или термопластичным полимером .

Арматура, изготовленная из стеклянных волокон, называется стеклопластиковой (АСП). Арматура, изготовленная на основе базальтового волокна, называется — базальтопластиковой (АБП).

Композитная арматура, исходя из своих физико-механических свойств, является не только альтернативой строительной арматуре из металла, но и вполне самостоятельным изделием, применение которого (в ряде направлений строительства) является обязательным и незаменимым.

На базе указанных видов композитной арматуры изготавливается и такое изделие строительного назначения, как – гибкие связи, используемые при возведении кирпичной кладки и для монтажа плит утепления зданий.

Классификация и виды композитной арматуры

Стеклопластиковая композитная арматура (АСП)

АСП – композитная арматура с продольным рифлением, изготавливаемая из стекловолокна, придающего необходимую прочность и жесткость и термореативных смол, выступающих в качестве связующего. Одним из основных преимуществ этого строительного материала являются легкий вес и высокая прочность.

Базальтопластиковая композитная арматура (АБП)

АБП – композитная арматура с продольным рифлением, изготавливаемая из базальтового волокна и термореактивных смол. Существенным отличием данного строительного материала от перечисленных выше – является высокая термо- и огнестойкость. Однако стоимость АБП в значительной степени превышает стоимость АСП.

Производство композитной арматуры

Производство композитной арматуры осуществляется методом пултрузии.

Общий вид построения технологической линии для производства таких видов композитной арматуры как АСП и АБП выглядит следующим образом:

1 – ровинг;
2 – пропиточный ролик;
3 – ванна со связующим;
4 – ровинг, пропитанный связующим;
5, 6 – формующее и калибрующее устройства;
7 – тянущее устройство;
8 – отрезное устройство;
9 – готовое изделие.

Области применения композитной арматуры

Промышленно-гражданское строительство:
- Жилые, общественные и промышленные здания;
- Малоэтажное и коттеджное строительство;
- Бетонные конструкции;
- Слоистая кладка стен с гибкими связями;
- Ремонт поверхностей железобетонных и кирпичных конструкций;
- Работы в зимнее время, когда в кладочный раствор вводятся ускорители отверждения и противоморозные добавки, вызывающие коррозию стальной арматуры.
Дорожное строительство:
- Сооружение насыпей;
- Устройство покрытий;
- Элементы дорог, которые подвергаются агрессивному воздействию противогололёдных реагентов;
- Смешанные элементы дорог (типа «асфальтобетон-рельсы»).
Укрепление откосов дорог:
- Монолитные конструкции;
- Сборные конструкции.
Мосты:
- Проезжая часть, ездовое полотно пролетных строений;
- Опоры диванного типа;
- Ремонт мостов.
Берегоукрепление:
- Монолитные конструкции;
- Сборные конструкции.

Характеристики композитной арматуры

Характеристики	Металлическая арматура класса А-III (А400С) ГОСТ 5781-82^[1]	Неметаллическая композитная арматура (АСП — стеклопластиковая, АБП — базальтопластиковая) ГОСТ 31938-2012^[2]
Материал	Сталь 35ГС, 25Г2С и др.	АСП — стеклянные волокна диаметром 13-16 микрон связанные полимером; АБП — базальтовые волокна диаметром 10-16 микрон связанные полимером
Вес	По строительным нормам	Легче металлической арматуры
Временное сопротивление при растяжении, МПа	360	1200 (АСП1300 – АБП)
Модуль упругости, МПа	200000	55000 (АСП71000-АБП)
Относительное удлинение, %	25	2,2 (АСП и АБП)
Характер поведения под нагрузкой (зависимость «напряжение-деформация»)	Кривая линия с площадкой текучести под нагрузкой	Прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения
Коэффициент линейного расширения αх*10-5/°C	13-15	9-12
Плотность, т/м³	7	1,9 (АСП и АБП)
Коррозионная стойкость к агрессивным средам	Корродирует с выделением продуктов ржавчины	Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона
Теплопроводность	Теплопроводна	Нетеплопроводна
Электропроводность	Электропроводна	Неэлектропроводна — диэлектрик
Выпускаемые профили	6-80	3,5-12 в перспективе до 20
Длина	Стержни длиной 6-12 м	Любая длина по требованию заказчика
Экологичность	Экологична	Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ
Долговечность	По строительным нормам	Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет
Замена арматуры по физико-механическим свойствам	· 5Вр-1 проволока· 6А-III· 8А-III· 10А-III· 12А-III· 14А-III· 16А-III	· АСП-4, АБП-4 · АСП-6, АБП-6 · АСП-8, АБП-8 · АСП-8, АБП-8 · АСП-10, АБП-10 · АСП-12, АБП-12
Экономика	Зависит от конъюнктуры рынка	АСП – Превышает цену металлической арматуры в 3-5 разАБП – Значительно превышает цену металлической арматуры

Арматура композитная 10мм АСК-10 (бухта 50 м/п)

Цвет:
черный
Диаметр:
10 мм
Длина:
50000 мм
Материал:
композит
Основа:
стекловолокно, композитный состав
Плотность:
1. 9 кг/м3
Производитель:
Прочность на изгиб, МПа:
1000 МПа
Прочность, МПа:
1000
Страна происхож.:
Россия
Температура эксплуатации, C:
до +60
Теплопроводность, Вт/(м.С):
низкая
Торговая марка:
Вес:
6.5 кг
Вяжущий компонент:
полимерная матрица
Шаг волны, мм:
15

Торговый дом «ВИМОС» осуществляет доставку строительных, отделочных материалов и хозяйственных товаров. Наш автопарк — это более 100 единиц транспортных стредств. На каждой базе разработана грамотная система логистики, которая позволяет доставить Ваш товар в оговоренные сроки. Наши специалисты смогут быстро и точно рассчитать стоимость доставки с учетом веса и габаритов груза, а также километража до места доставки.

Заказ доставки осуществляется через наш колл-центр по телефону: +7 (812) 666-66-55 или при заказе товара с доставкой через интернет-магазин. Расчет стоимости доставки производится согласно тарифной сетке, представленной ниже. Точная стоимость доставки определяется после согласования заказа с вашим менеджером.

Уважаемые покупатели! Правила возврата и обмена товаров, купленных через наш интернет-магазин регулируются Пользовательским соглашением и законодательством РФ.

ВНИМАНИЕ! Обмен и возврат товара надлежащего качества возможен только в случае, если указанный товар не был в употреблении, сохранены его товарный вид, потребительские свойства, пломбы, фабричные ярлыки, упаковка.

Цена, описание, изображение (включая цвет) и инструкции к товару Арматура композитная 10мм АСК-10 (бухта 50 м/п)

на сайте носят информационный характер и не являются публичной офертой, определенной п.2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской федерации. Они могут быть изменены производителем без предварительного уведомления и могут отличаться от описаний на сайте производителя и реальных характеристик товара. Для получения подробной информации о характеристиках данного товара обращайтесь к сотрудникам нашего отдела продаж или в Российское представительство данного товара, а также, пожалуйста, внимательно проверяйте товар при покупке.

Купить Арматура композитная 10мм АСК-10 (бухта 50 м/п) в магазине Санкт-Петербург вы можете в интернет-магазине «ВИМОС».

Композитная арматура | Поршневые кольца Стапри

Умный строитель умеет экономить

Что происходит с железобетоном?

Не секрет, что снижение срока службы железобетонных конструкций в основном связано с коррозией стальной арматуры. Воздействующие на металлическую арматуру агрессивные химические соединения вызывают продукты коррозии, объем которых превышает в 2,5 раза объем самого металла. Такое увеличение объема приводит к появлению внутренних напряжений конструкции и появлению трещин. Происходит постепенное разрушение бетона. Общеизвестно, что ремонт железобетонных конструкций требует немалых средств, а в отдельных случаях просто невозможен.

Строители и проектировщики давно искали решение этой проблемы. Благодаря внедрению современных инновационных технологий, появилась реальная альтернатива традиционной металлической арматуре. Ученые получили новый материал с высокими техническими параметрами – неметаллическую композитную арматуру. Ее также называют стеклопластиковой.

Что это такое?

Композитная арматура представляет собой прочные стержни, изготовленные из непрерывных стекловолоконных нитей, связанных специальным композитом. На стержне имеется ребристая поверхность спиралеобразного профиля.

Выпускается арматура диаметром от 4 до 20 мм в виде стержней или бухт.

Прочность на разрыв у нее гораздо выше, чем у металлической, а коррозийные свойства — на уровне лучших нержавеющих сталей.

Преимущества

По своим характеристикам композитная арматура превосходит металлические изделия в разы и характеризуется следующими неоспоримыми преимуществами над металлом:

Имеет троекратное превосходство в прочности,
Экономична,
Легко транспортируется,
Проста в эксплуатации,
Имеет ярко выраженную коррозийную стойкость,
Обладает низкой теплопроводностью,
Является прекрасным диэлектриком,
Радиопрозрачна,

Эффективна для создания сейсмоустойчивых зданий

Магнитоинертна,
Химически стойкая к агрессивным средам,
Не теряет прочности при низких температурах,
Не разрушается от солей морской воды.

А как у них?

Композитная арматура отвечает самым высоким международным стандартам, чему способствует сочетание особой прочности и коррозионной стойкости. За границей она известна как стеклопластиковая арматура для армирования бетонных конструкций GFRP-Rebar (Glass Fiber Reinforced Plastic Bar – полимерная арматура, упрочненная непрерывным стеклопластиковым волокном).
Институт Бетона Америки (The American Concrete Institute), Японское Сообщество Гражданских Инженеров (Japan Society for Civil Engineers), Итальянский Национальный Совет Исследования разработали спецификации и методы тестирования для материалов на основе усиленных пластиков, многие из которых твердо закрепились в строительстве для армирования бетона.

Тонкости производства

Арматура изготавливается только в заводских условиях методом пултрузии (Pultrusion). Пултрузия основана на получении стеклопластикового профиля путем протяжки армирующих материалов пропитанных связующим через формообразующую фильеру при высокой температуре.

Армирующие материалы – это стеклопластиковые или базальтовые нити, называемые ровингом (Roving). Связующие материалы – многосоставной композит, смешанный в определенных пропорциях и прошедших специальную обработку. Высокую температуру для полимеризации продукта создают несколько последовательных печей, оборудованных датчиками температуры с точностью 0,1градус.

Весь технологический процесс контролирует компьютер.

Назначение

Композитная арматура предназначена для применения в бетонных конструкциях с преднапряженным и ненапряженным армированием взамен традиционной стальной арматуры.

Коэффициент теплового расширения композитной арматуры точно соответствует тепловому расширению бетона, что исключает порывы и трещинообразование под воздействием температурных циклов.

Технология сборки каркасов из композитной и стальной арматуры аналогичны. Применяются те же приемы, оснастки и расходные материалы.

Как правильно сравнивать арматуру?

Композитная арматура в разы прочнее и в разы легче металлической и сравнивать цену за тонну совершенно некорректно. Верным следует считать сравнение за погонный метр. Очевидно, что термин – равнопрочный диаметр – как нельзя лучше подходит для правильного понимания.

Под равнопрочным диаметром понимается такой наружный диаметр композитной арматуры, при котором её прочность соответствует прочности стальной арматуры заданного диаметра.

Если вы привыкли считать потребность арматуры в тоннах и сейчас вам трудно сориентироваться какой объем композитной арматуры вам необходимо приобрести, приводим специальную таблицу, в которой видно сколько погонных метров арматуры находится в тонне.

Таблица равнопрочной замены арматуры.

Арматура металлическая			Арматура композитная
Диаметр, мм	Вес 1 м. п., кг.	Кол-во метров в 1 тонне	Диаметр, мм	Вес 1 м.п. кг.	Кол-во метров в 1 тонне
10	0,62	1 621	7	0,065	15 384
12	0,89	1 126	8	0,085	11 764
14	1,21	826	10	0,125	8 000
16	1,58	633	12	0,195	5 128

Из таблицы видно, что стандартная металлическая арматура диаметром 12,0 мм заменяется на композитную, но с диаметром 8,0мм при сохранении всех прочностных характеристик.

Экономия при транспортировке

Как известно металлическая арматура выпускается в виде хлыстов, которые имеют стандартную строительную длину 11,7 метров, принятую для КАМАЗов-длинномеров, перевозка на которых выльется вам в круглую сумму.

Добавьте сюда стоимость погрузки и разгрузки тяжелых хлыстов.

Очень важно для экономных строителей то, что композитная арматура может иметь любую строительную длину, что уменьшает количество обрезков и снижает затраты.

Благодаря своей упругости композитная арматура может наматываться в бухты по 50 – 100 метров. При дальнейшей размотке арматура принимает свою первоначальную прямую форму.

Кстати, композитная арматура в 11 раз легче металла. Бухта (100м) композитной арматуры диаметром 8мм весит всего 8кг! Бухты помещаются в багажнике легкового автомобиля или перевозятся Газелью.

В итоге, затраты на транспортировку композитной арматуры у умного строителя снижаются на 50-80%!

Простота использования

Испытания показали, что композитная арматура весьма неприхотлива и проста в эксплуатации. Может находиться сколько угодно при уличном хранении и зимой, и летом. Температура эксплуатации находится в диапазоне от -70 до +100 градусов.

Между собой отдельные хлысты композитной арматуры связываются как обычной проволокой, так и простыми нейлоновыми хомутами-стяжками, которые помогают ускорить процесс подготовки конструкции под заливку.

Для удобства стягивания мы рекомендуем использовать хомуты-стяжки длиной 100мм.

Где применяется?

Наибольшая экономия при ее применении приходится при обустройстве фундаментных подушек любых форм и размеров, включая сложные промышленные объекты.

А также в малоэтажном строительстве (до 3-х этажей) при устройстве фундаментов и сейсмоустойчивых армопоясов для коттеджей, дач, коммерческой недвижимости.

Она незаменима при возведении теплых домов из несъемной опалубки.

Специалисты используют ее при изготовлении опор и изолирующих траверс ЛЭП, опор уличного освещения, для влагостойких конструкций в коммунальном хозяйстве, мелиорации и водоотведении и т.д.

Кроме того, неметаллическая арматура активно применяется в качестве гибких связей при кладке трехслойных кирпичных стен, как дюбели для крепления наружной теплоизоляции стен.

При этом экономия только на стоимости арматуры, не считая транспортировку, достигает 30%!

Композитная арматура настолько уникальна, что область ее применения не ограничивается промышленным и гражданским строительством.

Технические характеристики позволяют применять ее в сферах народного хозяйства:
— в дорожном строительстве: для укрепления оснований дорожного полотна и откосов дорог,
— для укрепления береговых линий,
— для морских и припортовых сооружений (причалы, сухие доки, маяки),
— в нефтедобыче: для изготовления прочных и легких насосных штанг.

С каждым годом расширяется сфера применения композитной арматуры:
— в области связи: для использования в качестве грузонесущего каната,
— в области ландшафтного укрепления: в виде вертикальных стержней для механической связи подпорных бетонных блоков в стенке,
— в мостостроении: при устройстве пролетов, настилов и ограждений,
— в тепличных хозяйствах: в качестве каркаса и подпорных элементов,
— в сельском хозяйстве: при возведении птичников, свинарников, коровников и т.д..

Для того, чтобы вам было проще принять решение о начале использования композитной арматуры, ответьте сами себе на следующие вопросы:

Вы устали от роста цен на металлопрокат?
Вас не устраивает дорогая доставка?
Вы хотите сэкономить до 40% бюджета на стандартную металлическую арматуру?

Выбор за вами.

Композитная арматура

Технологии при производстве тротуарной плитки, архитектурных форм и других бетонных изделий.

Компания Форт российский производитель широкого спектра добавок для бетонных смесей и строительных растворов.

Одной из основных специализаций компании является химическое модифицирование бетонной смеси при производстве всех видов тротуарной плитки, бордюрных камней, железобетонных заборов, колодезных колец и т.д. Для производства этих изделий мы рекомендуем следующие модификаторы бетонных смесей:

Добавка для бетона Фортрайс Аэро 200
Добавка для бетона Ускоритель-пластификатор Форт УП-2
Добавка для бетона Ускоритель-суперпластификатор Форт УП-2М
Добавка для бетона Гиперпластификатор Карбоксил ПК
Добавка для бетона Гиперпластификатор Карбоксил ПК-2
Добавка для бетона Гиперпластификатор Карбоксил ПК-4

Все представленные продукты обладают пластифицирующим эффектом. При грамотном использовании этого эффекта производитель бетонных изделий получает экономию цемента при неизменных прочностных и других характеристик. Наши специалисты могут помочь в решении данного вопроса на каждом конкретном предприятии.

Существенную экономию электроэнергии можно получить путем снижения времени вибрирования заполненных форм на вибростоле, сокращении времени вибропрессования на оборудовании по производству прессованных изделий и дополнительного прогрева отформованных изделий с использованием электроэнергии.

Компания Форт предлагает Вам добавки ускорители-пластификаторы, которые в свою очередь позволяют снизить температуру отапливаемых помещений без снижения скорости набора прочности в начальные сроки твердения. Иными словами, достигается экономия ресурсов на отопление и обогрев производственных помещений.

Кроме экономии на электроэнергии, тепла и расходов на цемент производитель бетонных изделий повышает показатели морозостойкости, прочности, истираемости, водонепроницаемости и др.

Морозостойкость бетона.

За счет вовлечения нормируемого количества воздуха в бетонную смесь при ее приготовлении вы повышаете марку морозостойкости на 1-2 ступени. При использовании добавки Фортрайс Аэро 200 марка морозостойкости повышается на 2-3 ступени без существенного снижения прочностных характеристик, что практически невозможно при применении большинства подобных добавок.

Прочность бетона.

Все представленные нами добавки в этом материале обладают пластифицирующим эффектом, что позволяет снизить водоцементное отношение и повысить плотность бетонных изделий. Именно эти факторы являются классическим способом повышения показателя прочности и долговечности изделий.

Истрираемость и долговечность бетона.

При повышении прочности и плотности изделий, вы автоматически повышаете марку истираемости до И-3. Особенно актуален данный показатель для производителей тротуарной плитки (брусчатки).

Сырье для производства добавок для бетона компании Форт

Комплексные добавки для бетона против моно-добавок.

Компания Форт одна из первых запустила промышленное производство комплексных модификаторов бетонных смесей. В то время, как другие производители (их на тот момент было всего 3 в России) продавали только моно-добавки. Мы создали комплексы для широкого спектра бетонных изделий. В первую очередь, это было обусловлено экономической эффективностью применения комплексных добавок. Потребитель получал не только, например, пластифицирующий эффект, но и существенную экономию при тепловой обработке за счет ускорителей, входящих в состав добавки.

Сегодня в ассортименте компании более 25-ти основных наименований добавок для бетона. Составы этих комплексов состоят из чётко дозированных химических компонентов при определенных правилах их соединения.
Кроме строгого контроля процесса производства, технологическая служба компании тщательно подходит к качеству используемого сырья. Частично химические компоненты закупаются в России, а частично мы импортируем сырье из Европы у крупнейших и давно зарекомендовавших высокое качество продукции химических концернов. Например, в серии химических добавок для бетона Fortrise™ (Фортрайс™) используются специальные ПАВы для подавления или вовлечения воздушных пор в бетонные смеси. В случае пеногашения мы получаем более плотные и тяжелые бетонные изделия, а в случае вовлечения мельчайших воздушных пузырьков происходит повышение марки морозостойкости. Причем Форт не применяет те компоненты, которые вовлекая воздух в смесь кроме повышения морозостойкости пропорционально снижают механическую прочность готовых изделий. Необходимо отметить и специальные комплексы ускорителей для наибольшего эффекта применения как в случае тепловой обработки, так и при нормальных условиях твердения без нарушения пассивности стальной арматуры.
Для улучшения качества облуживания клиентов работает служба технической поддержки, обратившись в которую вы можете получить ответы на все вопросы, связанные с эксплуатационными характеристиками модификаторов и адаптацией добавок к инертным материалам, используемых на месте производства.

Композитная арматура

Как известно, стальная арматура, традиционно используемая для армирования бетонных конструкций, имеет достаточно большой список недостатков – значительный вес, подверженность коррозии, высокую теплопроводность и прочее. Именно столь значимые минусы строительного материала дали толчок для разработки и развития технологии производства стеклопластиковой арматуры.

Композитная арматура представляет собой стержни определенной длины (стандартно 6 и 12 метров) и диаметра (для АСП – от 4 до 24 мм). Благодаря своим отменным техническим характеристикам и легкому весу, она нашла широкое применение во всех отраслях промышленности: от гражданского до дорожного строительства.

Композитная арматура изготавливается из стеклянного или базальтового волокна называемого ровингом и модифицированным эпоксидным связующим.

К основным преимуществам стеклопластиковой арматуры относят:

— небольшой удельный вес;

— прочность;

— долговечность;

— малую теплопроводность;

— высокую степень коррозионной устойчивости в различных агрессивных химических средах;

— отличные реологические свойства;

— невысокую стоимость.

прочнее металла в 3 раза
легче в 9 раз
дешевле на 30-40%
удобнее и дешевле в транспортировке
из-за малого веса удобнее в монтаже.

Одним из наиболее важных свойств композитной арматуры является хорошее сцепление с бетоном. Для этого используют стеклопластиковую арматуру с периодическим профилем из отдельных волокон ровинга. Но это не дает желаемого результата! Наша компания провела ряд тестов и остановилась на использовании стеклопластиковой арматуры полностью снаружи покрытой обычным кварцевым песком на этапе затвердевания в печи.

На сегодняшний день неметаллическую композитную арматуру все чаще применяют в разных отраслях промышленного и гражданского строительства, а в некоторых сферах ее использование даже предпочтительнее стальных аналогов. К подобным случаям относят:

— хранилища на химических производствах;

— системы водоотведения, канализации и мелиорации;

— припортовые и морские сооружения, укрепление береговой линии, дорожного полотна;

— ограждения и настилы мостов, фундаменты на уровне ниже нулевой отметки;

— опоры линий электропередач;

— шпалы железнодорожного полотна;

— ремонт, восстановительные и реставрационные работы;

— тротуарные и дорожные плиты.

в фундаментах домов, бань
при строительстве бассейнов
в бетонных полах, стяжках, отмостках, прижимных стенах
в кирпичной кладке в качестве гибких связей
прутки на парник

Таблица замены композитной арматуры на металлическую

Металлическая арматура Класса А-III (А400с), мм	Композитная арматура САС и САБ, мм
6 8 10 12 14 16 21	4 5 6 8 10 12 14

При возведении сооружений, которые эксплуатируются в условиях контакта двух сред: воды и воздуха, применение стеклопластиковых армирующих элементов ограничено, поскольку для этого материала характерна капиллярная гидро деструкция. Сущность данного свойства состоит в разрушении стеклянных волокон под воздействием поверхностного натяжения воды в местах соприкосновения воды и воздуха. В таких случаях целесообразнее использовать базальтопластиковую арматуру, как и в конструкциях, где требуется обеспечить высокую сопротивляемость агрессивным химическим средам, так как этот материал обладает более высокой коррозийной стойкостью.

Использование композитных неметаллических элементов для строительства имеет огромный потенциал, ведь технологии производства постоянно совершенствуются, а следовательно, качество выпускаемой арматуры ежегодно улучшается, что положительно сказывается как на технических, так и на эксплуатационных особенностях материала.

Армированный композит

— обзор

2.4.7 Применение арамида

Композиты, армированные арамидным волокном, имеют низкую плотность, высокую особую прочность и удельный модуль упругости, хорошие усталостные свойства при растяжении, хорошую ударную вязкость, но низкую прочность на сжатие и прочность на межслойный сдвиг, а также сложность в процессе резки. Применения арамида и его композитов представлены ниже.

(1) Аэрокосмическая отрасль. В авиации он в основном используется для различных обтекателей, передних крыльев, закрылков, руля направления, наконечника стабилизатора, хвостового конуса, системы аварийного вывоза, оконной рамы, потолка, переборки, пола, двери, багажника, сидений и т. Д.Использование арамидных композитов позволяет снизить вес на 30% по сравнению с композитными материалами из стекловолокна. Для уменьшения веса и повышения экономической эффективности, как правило, арамидные композиты широко используются в коммерческих самолетах и вертолетах. Например, общий объем арамидных композитов, используемых на самолете Samsung L-1011, составляет 1135 кг, а вес самолета уменьшается на 365 кг. Объем арамидных композитов на внешней поверхности коммерческих вертолетов С-16 достигает 50%. На смеси арамида с CF изготовлены легкие композитные компоненты самолетов Boeing 767 и 777.Арамидно-ламинированный гибридный армированный алюминий (ARALL) как новый вид авиационного конструкционного материала успешно применяется в самолетах. В космосе он в основном используется для изготовления корпусов твердотопливных двигателей и сосудов под давлением, кабины космических кораблей, контейнеров с кислородом, азотом и гелием, вентиляционных каналов и т. Д.

(2) Области, связанные с электричеством и электроникой. Мы используем термостойкую эпоксидную смолу для пропитки нетканого арамидного полотна для изготовления высококачественной печатной платы.

(3) Сфера гражданского строительства.Поскольку арамид обладает легким весом, высокой прочностью, устойчивостью к коррозии, немагнитными, непроводящими свойствами и т. Д., Он широко используется в области гражданского строительства. Типичные области применения включают бетон, армированный коротким волокном из арамида, материалы из армированной арамидом смолы для замены стального стержня, навесной стены, армированного моста и т. Д.

(4) Арамидные композиты, используемые в судостроительной промышленности, эффект легкости лучше, чем армированный стекловолокном пластик и алюминий, корпус может снизить вес на 28-40%.Экономия топлива на 35% и увеличение навигационного маршрута на 35%.

(5) В спорте он успешно используется для изготовления многих видов спортивного оборудования, таких как смесь арамида с деревом в хоккейной клюшке, смесь арамида с углеродным волокном в клюшке для гольфа, теннисная ракетка, копье, лук, удочка. и лыжи. В смешанной структуре арамид улучшает прочность на разрыв, ударные и экономические свойства композитов.

(6) Изготовление баллона со сжатым природным газом и дыхательного аппарата для дайвинга и т. Д.

(7) Для защитных материалов, таких как цистерна, бронетранспортер, самолет, защитная пластина лодки, шлем, пуленепробиваемые жилеты и т. Д.

(8) Арамид обладает такими характеристиками, как высокая прочность, малый вес, стабильность размера и т. Д., Поэтому его также можно использовать для покрытия ткани. Он особенно подходит для покрытия строительных конструкций, поддерживаемых воздухом и надувных тканевых покрытий, таких как резиновая лодка, спасательный плот, надувной мост, дирижабль, воздушный шар, специальная одежда и баллон с авиационным топливом и т. Д.

Усиление — композитные материалы | CompositesLab

Многие материалы могут армировать полимеры.Некоторые материалы, такие как целлюлоза в древесине, являются продуктами природного происхождения. Однако большая часть коммерческого подкрепления создается руками человека. Существует множество имеющихся в продаже форм армирования, отвечающих проектным 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 в многослойных композитных материалах, на стекловолокно приходится более 90 процентов волокон, используемых в армированных пластмассах, поскольку их производство недорогое и они имеют относительно хорошие характеристики прочности и веса.

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

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

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

Типы армирования волокном | Автоматизированная динамика

Существует множество различных типов волокон, которые можно использовать для армирования композитов с полимерной матрицей. Наиболее распространены углеродные волокна (AS4, IM7 и т. Д.) И стекловолокно (S-стекло, E-стекло и т. Д.). Как и в случае с матрицей, выбранное волокно будет определяться конечным применением.

Углеродные (графитовые) волокна

Углеродные волокна являются проводящими, обладают отличным сочетанием высокого модуля упругости и высокой прочности на разрыв, имеют очень низкий (слегка отрицательный) КТР и обладают хорошей устойчивостью к высоким температурам.

Углеродные волокна часто классифицируют по модулю упругости. В композитах обычно используются пять категорий углеродных волокон; низкий модуль, стандартный модуль, промежуточный модуль, высокий модуль и сверхвысокий модуль. Точное пороговое значение для этих категорий будет варьироваться в зависимости от использованной справочной информации, но в целом волокна с низким модулем упругости имеют модуль упругости менее 30 Msi, а волокна со сверхвысоким модулем имеют модуль упругости более 75 Msi. Для сравнения: сталь имеет модуль упругости при растяжении 29Msi.

По мере увеличения модуля волокна становятся более хрупкими, более дорогими и сложными в обращении. Кроме того, прочность на разрыв волокон обычно увеличивается по мере увеличения модуля от низкого до среднего, но затем имеет тенденцию к снижению в волокнах с высоким и сверхвысоким модулем. Т.е. прочность на разрыв углеродных волокон имеет тенденцию быть наибольшей для волокон с промежуточным модулем упругости. По этим причинам волокна со стандартным и промежуточным модулем упругости, как правило, дают наилучшие общие характеристики, если только приложение не ориентировано на жесткость.Это становится еще более очевидным, если принять во внимание цену и доступность волокна.

Изображение №1: Монтажная пластина из композитного материала, армированного углеродным волокном. Углеродное волокно было выбрано из-за его очень низкого КТР и высокой прочности.

Стекловолокно

Стекловолокно, как следует из его названия, представляет собой стекло, которое было превращено в волокна. Стекловолокно не такое прочное или жесткое, как углеродное волокно, но его характеристики делают его востребованным во многих сферах применения.Стекловолокно не проводит электричество (т. Е. Изолятор) и обычно невидимо для большинства типов передач. Это делает его хорошим выбором при работе с электрическими или радиовещательными приложениями.

Существует пять основных типов стекловолокна. A-стекло (щелочное стекло) с хорошей химической стойкостью, но с более низкими электрическими свойствами. C-стекло (химическое стекло) с очень высокой химической стойкостью. E-стекло (электрическое стекло), которое является отличным изолятором и сопротивляется атакам воды. S-Glass (структурное стекло), оптимизированное по механическим свойствам.D-стекло (диэлектрическое стекло), которое обладает лучшими электрическими свойствами, но не имеет механических свойств по сравнению со стеклом E и S.

E-стекло и S-стекло, безусловно, являются наиболее распространенными типами, встречающимися в композитах. Эти типы имеют хорошее сочетание химической стойкости, механических свойств и изоляционных свойств. Из этих двух стекло E предлагает более привлекательную экономику, а S-стекло предлагает лучшие механические характеристики.

Изображение №2: Изоляционная втулка из композитного материала, армированного стекловолокном.В этом случае волокно было выбрано из-за его изоляционных свойств и прочности для передачи нагрузок между металлическими компонентами.

Другие волокна

Хотя углеродные волокна и стекловолокно являются наиболее распространенными армирующими элементами в термопластичных композитах, существуют и другие варианты. Арамидные волокна (такие как Kevlar® и Twaron®) и борные волокна используются в композитах и обладают некоторыми полезными свойствами (превосходной ударной вязкостью и прочностью на сжатие, соответственно). Однако они обладают характеристиками, ограничивающими их использование (восприимчивость к легкой / сложной механической обработке и хрупкость, соответственно).Третьи включают керамические волокна, такие как SiC или оксид алюминия. Они могут быть привлекательны своими компрессионными, изоляционными или высокотемпературными свойствами.

Персонал

Automated Dynamics может помочь с выбором наилучшего волокна для вашего приложения на основе потребностей программы, доступности, экономики и других соображений.

Краткий анализ композитных материалов, используемых в качестве армирования бетона

Надежность, долговечность и безопасность имеют колоссальное значение при проектировании и строительстве бетонной инфраструктуры.Абсолютно необходимо уменьшить традиционные дефекты железобетона, чтобы построить конструкции с длительным сроком службы. Полимерная арматура, армированная волокном (FRP), оказалась замечательным строительным материалом, способным повысить прочностные параметры железобетона. Это сообщение в блоге предоставит краткое введение в композитные материалы FRP, используемые в качестве арматуры в бетонных конструкциях.

За последние пару десятилетий композиты из стеклопластика превратились в конструктивно и экономически жизнеспособное строительное решение для мостов, морских сооружений и зданий.Они производятся в различных формах с различными свойствами и производственными процессами. Типичные композитные материалы FRP, используемые в гражданском строительстве, состоят из стекла, углерода и арамида. Эти материалы поставляются либо в виде готовых к использованию материалов, таких как арматура, либо в виде отдельных составляющих, таких как волокно и полимерная смола.

Невероятные характеристики композитных материалов в качестве арматуры делают их привлекательной альтернативой обычным армирующим материалам.Применимость армированных волокном полимерных стержней в строительных конструкциях в качестве замены стальных арматурных стержней и стержней была тщательно исследована и проанализирована. Доступно большое количество исследований, касающихся структурной осуществимости и практических характеристик передовых композитных материалов. Коррозионная стойкость, высокая прочность на разрыв и простота установки — вот некоторые из выдающихся характеристик стержней из стеклопластика, которые могут помочь в строительстве устойчивых бетонных конструкций.

Чтобы получить оптимальное сочетание свойств материала, качество составляющих материалов и производственного процесса необходимо поддерживать на более высоком уровне.Например, физические и механические свойства матрицы могут иметь большое влияние на конечные механические свойства стержней. Пултрузия — это распространенный производственный процесс, который используется для производства стержней из стеклопластика непрерывной длины. Поверхность композитных стержней покрыта тонким слоем песка для обеспечения отличного сцепления между бетоном и стержнями.

Полимер, армированный стекловолокном (GFRP), один из вариантов FRP, является конкурентоспособным вариантом армирования бетона в бетонных элементах, подвергающихся суровым условиям окружающей среды.Арматура из стеклопластика, являясь коррозионно-стойким и электромагнитно прозрачным строительным материалом, является многообещающим материалом для конструкций, которые работают в морских и чувствительных средах. Ниже приведены некоторые из идеальных областей применения арматуры из стеклопластика:

Сооружения, построенные в потенциально агрессивных средах: настилы мостов, подпорные стены, инфраструктура общественного транспорта, дороги и т. Д.
Сооружения, построенные у морской воды: сваи, палубы, бассейны, плавучие конструкции, лодочные аппарели, дамбы, здания и т. Д.
Конструкции, подверженные воздействию сильных коррозионных агентов: электростанции, водоочистные сооружения, градирни, взлетно-посадочные полосы аэропортов и т. Д.
Приложения, требующие электромагнитной нейтральности: аппараты МРТ, телекоммуникационные объекты, исследовательские центры, военные структуры и т. Д.
Временные бетонные конструкции: горные работы, проходка туннелей, бурение и др.

После обширных исследований, проектных норм и наличия практических данных инженеры-строители все больше доверяют арматуре из стеклопластика .Композиты FRP, несомненно, являются строительным материалом 21 века.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Наука и технология композиционных материалов

Послушайте эту тему

В таком развитом обществе, как наше, все мы зависим от композитных материалов в некоторых аспектах нашей жизни. Стекловолокно был разработан в конце 1940-х годов и стал первым современным композитом. Он по-прежнему самый распространенный, составляя около 65 процентов всех производимых сегодня композитов. Он используется для изготовления корпусов лодок, досок для серфинга, спортивных товаров, облицовки бассейнов, строительных панелей и кузовов автомобилей.Вы вполне можете использовать что-то из стекловолокна, даже не подозревая об этом.

Лодки, доски для серфинга, автомобили и многое другое: нас окружают стекловолокно и другие композитные материалы. Источник изображения: sobri / Flickr.

Что делает материал композитным

Композиционные материалы образуются путем объединения двух или более материалов, которые имеют совершенно разные свойства. Различные материалы работают вместе, чтобы придать композиту уникальные свойства, но внутри композита вы можете легко отличить разные материалы друг от друга — они не растворяются и не смешиваются друг с другом.

Композиты существуют в природе. Кусок дерева представляет собой композит, состоящий из длинных волокон целлюлозы (очень сложной формы крахмала), удерживаемых вместе гораздо более слабым веществом, называемым лигнином. Целлюлоза также содержится в хлопке и льне, но именно связующая способность лигнина делает кусок древесины намного прочнее, чем пучок хлопковых волокон.

Это не новая идея

Люди использовали композитные материалы на протяжении тысячелетий. Возьмем, к примеру, сырцовые кирпичи.Если вы попытаетесь согнуть лепешку из засохшей грязи, она легко сломается, но она окажется крепкой, если вы попытаетесь раздавить или сжать ее. Кусок соломы, с другой стороны, обладает большой силой, когда вы пытаетесь ее растянуть, но почти не имеет силы, когда вы ее сминаете. Когда вы объединяете грязь и солому в блок, свойства двух материалов также объединяются, и вы получаете кирпич, который прочен как на сжатие, так и на разрыв или изгиб. Говоря более технически, у него есть и хорошие прочность на сжатие и хорошо предел прочности .

Мужчина восстанавливает древнюю цитадель из сырцового кирпича в Иране после того, как она была повреждена в результате землетрясения. Глиняные кирпичи — это те же материалы, которые использовались для его строительства около 2500 лет назад. Источник изображения: OXLAEY.com / Flickr.

Еще один известный композит — бетон. Здесь заполнитель (мелкие камни или гравий) скрепляется цементом. Бетон обладает хорошей прочностью при сжатии, и его можно сделать более прочным при растяжении, добавив в композит металлические стержни, проволоку, сетку или тросы (таким образом создавая железобетон).

Композиты были изготовлены из формы углерода, называемой графеном, в сочетании с металлической медью, что позволило получить материал, в 500 раз более прочный, чем сама медь. Точно так же композит графена и никеля имеет прочность более чем в 180 раз больше никеля.

Что касается стекловолокна, то оно производится из пластик армированный нитями или стекловолокном. Эти нити можно либо связать вместе и сплести в мат, либо их иногда можно разрезать на короткие отрезки, которые произвольно ориентированы в пластиковой матрице.

Больше чем сила

В настоящее время многие композиты производятся не только для улучшения прочности или других механических свойств, но и для других целей. Многие композиты предназначены для того, чтобы быть хорошими проводниками или изоляторами тепла или иметь определенные магнитные свойства; свойства, которые очень специфичны и специализированы, но также очень важны и полезны. Эти композиты используются в огромном количестве электрических устройств, включая транзисторы, солнечные элементы, датчики, детекторы, диоды и лазеры, а также для изготовления антикоррозионных и антистатических покрытий поверхностей.

Композиты, изготовленные из оксидов металлов, также могут иметь определенные электрические свойства и используются для производства кремниевых чипов, которые могут быть меньше и плотнее упакованы в компьютер. Это увеличивает объем памяти и скорость компьютера. Оксидные композиты также используются для создания высокотемпературных сверхпроводящих свойств, которые теперь используются в электрических кабелях.

Изготовление композита

Большинство композитов состоит всего из двух материалов.Один материал (матрица или связующее) окружает и связывает скопление волокон или фрагменты гораздо более прочного материала (армирования). В случае глиняных кирпичей две роли берут на себя грязь и солома; в бетоне — цементом и заполнителем; в дереве целлюлозой и лигнином. В стекловолокне армирование обеспечивается тонкими нитями или стекловолокном, часто вплетенными в нечто вроде ткани, а матрица представляет собой пластик.

Примеры различных форм армирования стекловолокном, которые будут использоваться при создании стекловолокна.Источник изображения: Cjp24 / Wikimedia Commons.

Стекловолоконные нитки из стекловолокна очень прочные при растяжении, но они также хрупкие и ломаются при резком сгибании. Матрица не только удерживает волокна вместе, но и защищает их от повреждений, разделяя любые стресс среди них. Матрица достаточно мягкая, чтобы ее можно было формовать с помощью инструментов, и ее можно размягчить подходящими растворителями, чтобы можно было произвести ремонт. Любая деформация листа стекловолокна обязательно растягивает часть стекловолокна, и они способны этому противостоять, поэтому даже тонкий лист очень прочен.Кроме того, он довольно легкий, что является преимуществом для многих приложений.

За последние десятилетия было разработано много новых композитов, некоторые из которых обладают очень ценными свойствами. Тщательно выбирая арматуру, матрицу и производственный процесс, который их объединяет, инженеры могут адаптировать свойства к конкретным требованиям. Они могут, например, сделать композитный лист очень прочным в одном направлении, выравнивая волокна таким образом, но более слабым в другом направлении, где прочность не так важна.Они также могут выбирать такие свойства, как устойчивость к теплу, химическим веществам и атмосферным воздействиям, выбирая подходящий матричный материал.

Выбор материалов для матрицы

В качестве матрицы во многих современных композитах используются термореактивные или термопластичные пластмассы (также называемые смолами). (Использование пластика в матрице объясняет название «армированный пластик», которое обычно дают композитам). Пластмассы полимеры которые удерживают арматуру вместе и помогают определить физические свойства конечного продукта.

Термореактивные пластмассы являются жидкими при приготовлении, но затвердевают и становятся жесткими (т. Е. Затвердевают) при нагревании. Процесс схватывания необратим, поэтому эти материалы не становятся мягкими при высоких температурах. Эти пластмассы также устойчивы к износу и воздействию химикатов, что делает их очень прочными даже в экстремальных условиях окружающей среды.

Термопластмассы, как следует из названия, твердые при низких температурах, но размягчаются при нагревании. Хотя они используются реже, чем термореактивные пластмассы, они обладают некоторыми преимуществами, такими как более высокая вязкость разрушения, длительный срок хранения сырья, возможность вторичной переработки и более чистое и безопасное рабочее место, поскольку для процесса отверждения не требуются органические растворители.

Керамика, углерод и металлы используются в качестве матрицы для некоторых узкоспециализированных целей. Например, керамика используется, когда материал будет подвергаться воздействию высоких температур (например, теплообменники), а углерод используется для продуктов, которые подвергаются трению и износу (например, подшипники и шестерни).

Изображение под электронным микроскопом в искусственных цветах композита с магниевой матрицей, армированного карбидом титана и алюминия. Источник изображения: ZEISS Microscopy / Flickr.

Выбор материалов для армирования

Хотя стекловолокно является наиболее распространенным армированием, во многих современных композитах сейчас используются тонкие волокна из чистого углерода.Можно использовать два основных типа углерода — графит и углеродные нанотрубки. Оба являются чистым углеродом, но атомы углерода расположены в разных кристаллических конфигурациях. Графит — очень мягкое вещество (используется в «свинцовых карандашах») и состоит из листов атомов углерода, расположенных в виде шестиугольников. Связи, удерживающие шестиугольники вместе, очень прочные, но связи, удерживающие вместе листы шестиугольников, довольно слабые, что и делает графит мягким. Углеродные нанотрубки изготавливаются путем скатывания одного листа графита (известного как графен) в трубку.Это создает чрезвычайно прочную структуру. Также возможно изготовление трубок из нескольких цилиндров — трубок внутри трубок.

Композиты из углеродного волокна легки и намного прочнее, чем стекловолокно, но при этом дороже. Из этих двух графитовые волокна дешевле и их легче производить, чем углеродные нанотрубки. Они используются в конструкциях самолетов и в высокопроизводительном спортивном оборудовании, таком как клюшки для гольфа, теннисные ракетки и гребные лодки, и все чаще используются вместо металлов для ремонта или замены поврежденных костей.

Нити бора даже прочнее (и дороже) углеродных волокон. Нанотрубки из нитрида бора обладают дополнительным преимуществом, поскольку они намного более устойчивы к нагреванию, чем углеродные волокна. Они также обладают пьезоэлектрическими качествами, что означает, что они могут генерировать электричество при приложении к ним физического давления, такого как скручивание или растяжение.

Полимеры также могут использоваться в качестве армирующего материала в композитах. Например, кевлар, первоначально разработанный для замены стали в радиальных шинах, но наиболее известный благодаря использованию в пуленепробиваемых жилетах и шлемах, представляет собой чрезвычайно прочное полимерное волокно, которое придает прочность композитному материалу.Он используется в качестве арматуры в композитных изделиях, которые требуют легкой и надежной конструкции (например, структурные части корпуса самолета). Еще более прочным, чем кевлар, является вещество, состоящее из комбинации графена и углеродных нанотрубок.

Выбор производственного процесса

Для изготовления объекта из композитного материала обычно используется какая-либо форма. Армирующий материал сначала помещается в форму, а затем полужидкий матричный материал распыляется или закачивается для формирования объекта.Можно приложить давление, чтобы вытеснить любые пузырьки воздуха, а затем форму нагревают, чтобы матрица затвердела.

Процесс формования часто выполняется вручную, но автоматическая обработка становится все более распространенной. Один из этих методов называется пултрузия (термин, образованный от слов «вытягивание» и «экструзия»). Этот процесс идеально подходит для производства прямых изделий с постоянным поперечным сечением, например мостовых балок.

Во многих тонких структурах сложной формы, таких как изогнутые панели, композитная структура создается путем наложения листов тканого армирующего волокна, пропитанного пластиковым матричным материалом, поверх базовой формы соответствующей формы.Когда панель будет достигнута подходящей толщины, матричный материал отверждается.

Сэндвич-композиты

Многие новые типы композитов создаются не с помощью матрицы и метода армирования, а путем укладки нескольких слоев материала. Структура многих композитов (например, тех, которые используются в панелях крыла и корпуса самолетов) состоит из пластиковых сот, зажатых между двумя обшивками из композитного материала, армированного углеродным волокном.

Сотовая композитная сэндвич-структура от НАСА.Источник изображения: НАСА / Wikimedia Commons.

Эти многослойные композитные материалы сочетают в себе высокую прочность и, в частности, жесткость на изгиб и малый вес. Другие методы включают в себя простую укладку нескольких чередующихся слоев разных веществ (например, графена и металла) для создания композита.

Зачем использовать композиты?

Самым большим преимуществом композитных материалов является прочность и жесткость в сочетании с легкостью.Выбирая подходящую комбинацию армирования и материала матрицы, производители могут создавать свойства, которые точно соответствуют требованиям для конкретной конструкции для конкретной цели.

Композиты в Австралии
Австралия, как и все развитые страны, проявляет большой интерес к композитным материалам, которые многие люди считают «материалами будущего». Основная задача — снизить затраты, чтобы композитные материалы можно было использовать в продуктах и приложениях, которые в настоящее время не оправдывают затрат.В то же время исследователи хотят улучшить характеристики композитов, например сделать их более устойчивыми к ударам.
Одна из новых технологий включает «текстильные композиты». Вместо того, чтобы укладывать армирующие волокна по отдельности, что является медленным и дорогостоящим процессом, их можно связать или сплести вместе, чтобы получить своего рода ткань. Он может быть даже трехмерным, а не плоским. Пространства между текстильными волокнами и вокруг них затем заполняются матричным материалом (например, смолой) для изготовления продукта.
Этот процесс может быть легко выполнен машинами, а не вручную, что делает его быстрее и дешевле. Соединение всех волокон вместе также означает, что композит с меньшей вероятностью будет поврежден при ударе.
По мере того, как стоимость снижается, другие применения композитов начинают выглядеть привлекательными. При изготовлении корпусов и надстроек лодок из композитов используется их устойчивость к коррозии. У минных охотников ВМС Австралии композитный корпус, поскольку магнитный эффект стального корпуса может помешать обнаружению мин.
Также в разработке находятся вагоны для поездов, трамваев и других средств передвижения, сделанные из композитных материалов, а не из стали или алюминия. Здесь привлекательность заключается в легкости композитных материалов, поскольку в этом случае автомобили потребляют меньше энергии. По той же причине в будущем мы увидим все больше и больше композитов в автомобилях.

Современная авиация, как военная, так и гражданская, является ярким примером. Без композитов было бы гораздо менее эффективно. Фактически, требования, предъявляемые этой отраслью к легким и прочным материалам, были основной движущей силой развития композитов.Сейчас обычным явлением являются крылья и хвостовое оперение, гребные винты и лопасти несущего винта, сделанные из современных композитных материалов, а также большая часть внутренней конструкции и деталей. Каркасы некоторых небольших самолетов сделаны полностью из композитных материалов, как и крыло, хвостовое оперение и панели корпуса больших коммерческих самолетов.

Размышляя о самолетах, стоит помнить, что композиты с меньшей вероятностью, чем металлы (например, алюминий), полностью разрушатся под действием нагрузки. Небольшая трещина в куске металла может очень быстро распространиться с очень серьезными последствиями (особенно в случае самолета).Волокна в композите блокируют расширение любой небольшой трещины и распределяют напряжение вокруг нее.

Правильные композиты также хорошо выдерживают нагрев и коррозию. Это делает их идеальными для использования в продуктах, работающих в экстремальных условиях, таких как лодки, оборудование для обработки химикатов и космические корабли. В целом композитные материалы очень прочные.

Еще одно преимущество композитных материалов состоит в том, что они обеспечивают гибкость конструкции. Из композитов можно придавать сложные формы, что является отличным преимуществом при производстве чего-то вроде доски для серфинга или корпуса лодки.

Кроме того, в настоящее время большая работа направлена на разработку композитных материалов, изготовленных из отходов, таких как сельскохозяйственные отходы, строительные материалы или пластиковые контейнеры для напитков.

Обратной стороной композитов обычно является их стоимость. Хотя при использовании композитов производственные процессы часто бывают более эффективными, сырье стоит дорого. Композиты никогда полностью не заменят традиционные материалы, такие как сталь, но во многих случаях это именно то, что нам нужно.И без сомнения, по мере развития технологии будут найдены новые применения. Мы еще не видели всего, на что способны композиты.

Современная авиация была основным двигателем развития композитов. Источник изображения: Пол Нелхэмс / Flickr.

Как выбрать правильную армирующую ткань

Композитные ламинаты или препреги обычно состоят из смолы и ткани, часто с ткаными нитями, поддерживающими и инкапсулирующими матрицу смолы — ткань считается базовой подложкой композита.Конечный материал демонстрирует комбинацию свойств, которая лучше, чем свойства, индивидуально проявляемые составляющими материалами. В результате функциональные и эстетические характеристики композитного материала будут значительно различаться в зависимости от используемой ткани и смолы. По этой причине важно тщательно выбирать оба компонента, чтобы обеспечить производительность в предполагаемом приложении.

В следующем руководстве обсуждаются некоторые ключевые моменты, которые следует учитывать при выборе ткани.Поскольку производители композитов обычно используют ткани, а не отдельные волокна во время операций по производству материалов, чтобы облегчить обращение, он охватывает такие факторы дизайна, как тип волокна, тканый или нетканый, рисунок переплетения, вес, толщина и отделка. В статье также освещаются общие преимущества и типичные области применения тканых материалов.

Применение композитных материалов

Композитные материалы находят применение в широком спектре отраслей, включая, помимо прочего, следующие:

В аэрокосмической промышленности композитные материалы используются для компонентов самолетов и спутников, таких как конструкционные опоры, прокладки и т. Д. элементы интерьера и грузовые лайнеры.
В баллистической промышленности композитные материалы используются в различных областях безопасности и защиты. Некоторые из наиболее распространенных типов включают параарамидные материалы, такие как Kevlar® и Twaron®, и материалы из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, такие как Dyneema® и Spectra®.
В электронной промышленности композитные материалы используются в качестве основы для печатных плат (ПП) в коммуникационной, аэрокосмической, автомобильной, военной / оборонной и других отраслях.
В энергетике композиты используются в качестве изоляционных компонентов для оборудования для производства электроэнергии и управления.
В пищевой промышленности и производстве промышленных лент композиты используются в пищевой промышленности, кулинарии, выпечке и приготовлении пищи, а также в упаковке.
В индустрии развлечений композитные материалы используются в производстве различного оборудования, такого как серфинг и сноуборды, гоночные автомобили, велосипеды, биты, хоккейные клюшки и другое спортивное снаряжение.

Качественные композитные материалы по JPS

Компания JPS Composites Materials является ведущим производителем высокопрочных композитных армирующих тканей. Если вам нужен композитный материал, мы поможем вам. Мы предлагаем широкий выбор тканей для различных областей применения, включая армирование, звуко- и теплоизоляцию, а также баллистическую защиту. Сотрудничая с нами, вы получаете выгоду от наших экспертов, которые обладают знаниями и навыками, которые помогут вам найти продукт, соответствующий вашим потребностям.

Наши предложения материалов включают:

Стекло : E-Glass, S2® Glass, T-Glass и L-Glass®
Кварц : Astroquartz®
Параарамид : Кевлар® от Dupont и Twaron® от Teijin
UHMWPE : Dyneema® от DSM и Spectra® от Honeywell

Помимо производства тканей, наша команда постоянно ищет новые и новаторские материалы для использования.

Композитная арматура — Энциклопедия

Арматура композитная 10мм АСК-10 (бухта 50 м/п)

Композитная арматура | Поршневые кольца Стапри

Умный строитель умеет экономить

Композитная арматура

Технологии при производстве тротуарной плитки, архитектурных форм и других бетонных изделий.

Компания Форт российский производитель широкого спектра добавок для бетонных смесей и строительных растворов.

Морозостойкость бетона.

Прочность бетона.

Истрираемость и долговечность бетона.

Сырье для производства добавок для бетона компании Форт

Комплексные добавки для бетона против моно-добавок.

Композитная арматура

— обзор

2.4.7 Применение арамида

Усиление — композитные материалы | CompositesLab

Типы армирования волокном | Автоматизированная динамика

Углеродные (графитовые) волокна

Стекловолокно

Другие волокна

Краткий анализ композитных материалов, используемых в качестве армирования бетона

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

Наука и технология композиционных материалов

Послушайте эту тему

Что делает материал композитным

Это не новая идея

Больше чем сила

Изготовление композита

Выбор материалов для матрицы

Выбор материалов для армирования

Выбор производственного процесса

Сэндвич-композиты

Зачем использовать композиты?

Как выбрать правильную армирующую ткань

Рекомендации по выбору тканей

Тип волокна

Конструкция из ткани

Вес и толщина

Отделка

Применение композитных материалов

Качественные композитные материалы по JPS

Ответить Отменить ответ