Композитная арматура − современный армирующий материал, применяемый в строительстве для усиления бетонных конструкций. От стальной она отличается меньшим весом, устойчивостью к коррозии, простотой монтажа. Может использоваться в агрессивных средах, условиях повышенной влажности, сохраняя свои первоначальные характеристики на протяжении всего срока службы.
Из чего производят композитную арматуру
Компания «Арматура Композит» специализируется на продаже композитной арматуры, соответствующей высоким стандартам качества. В зависимости от использования для производства материала выделяют следующие виды:
- Стеклопластиковая − ориентированное стекловолокно + полимерное связующее для композитов (полимерная матрица).
- Базальтопластиковая − базальтовое волокно + полимерное связующее (эпоксидные смолы для композитной арматуры).
- Углепластиковая − углеродные волокна + связующее вещество (полимерные смолы).
Прочность и надежность арматуры напрямую зависит от качества сырья, сочетания компонентов. Стеклоровинг или стекловолокно обеспечивает прочность на растяжение. Более устойчивым к щелочам является базальтовое волокно, наиболее прочным принято считать углеволокно. Отличную адгезию обеспечивают эпоксидные смолы, выступающие в роли связующего. Они устойчивы к химическим воздействиям, агрессивным средам.
Технология производства
Производство композитной арматуры − высокотехнологичный процесс, включающий множество этапов. Весь процесс можно разделить на несколько основных:
- Подготовка волокон. Выбор и подготовка сырья является важным шагом, от правильности которого зависит качество готовой продукции. Для производства могут использоваться как непрерывные нити или ровинги, так и измельченная фибра.
- Очистка, сушка. На этом этапе нити очищают от производственных загрязнений, затем высушивают.
- Химическая обработка. Для обеспечения прочного сцепления между нитью и матрицей наносится специальный состав.
- Технология пултрузии. Нити или стеклоровинг пропускают через фильеры, чтобы пропитать полимерной смолой.
- Формование. Для придания круглой или рифленой формы пропитанные смолой нити проходят через рабочий элемент специального оборудования, затем через печь.
- Охлаждение, намотка. После охлаждения продукт проверяют на соответствие диаметру.
Готовую продукцию сматывают в бухты или нарезают на стержни заданной длины.
Стеклоровинг как основа композитной арматуры
Основой композитной арматуры является стеклоровинг − армирующий элемент. Он представляет собой жгут, состоящий из стекловолоконных нитей. Армирующее волокно обеспечивает:
- прочность на разрыв;
- устойчивость к нагрузкам;
- долговечность;
- коррозийную стойкость.
Применение прямого ровинга в пултрузии является одним из основных этапов в производстве композитной арматуры. Он обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики изделия. Эта непрерывная технология производства предполагает вытягивание стекловолоконных нитей, пропитанных эфирной смолой, через нагретую до высоких температур формообразующую фильеру. В результате получается изделие любого профиля, например, стеклопластиковый стержень.
Смолы для производства композитной арматуры
В качестве связующего для производства композитных материалов используются следующие виды смол:
- Эпоксидная − устойчива к нагрузкам, прочная; обеспечивает отличную адгезию, дает минимальную усадку; более медленное, в сравнение с полиэфирной смолой, отвержение; стоимость выше, однако выше и связующая функция, адгезия к стекловолокну, прочность на растяжение.
- Полиэфирная − обеспечивают высокую прочность, стойкость к влаге, агрессивным средам; у нее быстрое время отверждения; подходит для непрерывных линий производства; по цене дешевле эпоксидной смолы.
Полимерное связующее связывает волокна и передает нагрузку между ними. Если нет ограничений по бюджету, предпочтительнее эпоксидная смола, она гарантирует максимальную долговечность. Экономным, но надежным вариантом является полиэфирная смола − оптимальное соотношение цены и качества.
Добавки и вспомогательные компоненты
Сырье для производства композитной арматуры включает также вспомогательные компоненты, добавки. Они оказывают влияние на процесс отверждения, обеспечивают стабильность технологического цикла, улучшают механические характеристики. Рассмотрим основные добавки и их влияние на конечный продукт:
- Отвердитель для смолы − катализатор, который используется для превращения жидких смол в твердое состояние.
- Ускорители − ускоряют реакцию отвержения, поэтому при производстве добавляются в смолу.
- Модифицирующие добавки − не принимают участия в полимеризации, но способны изменить свойства как связующего, так и конечного продукта; например, пластификаторы повышают эластичность смолы, адгезионные добавки улучшают сцепление смолы с поверхностью волокон.
В целом, вспомогательные составляющие определяют конечную прочность связующего, следовательно, готовой арматуры. Грамотно подобранные компоненты обеспечивают стойкость к агрессивным средам, позволяют добиться полного отверждения смолы, что положительно сказывается на качестве продукта.
Влияние качества сырья на конечный продукт
Качество исходных материалов, используемых при производстве стеклопластика, оказывает прямое влияние на его эксплуатационные характеристики. Качественное сырье для композитных материалов − ключевой фактор для обеспечения следующих показателей:
- прочность;
- надежность;
- долговечность;
- устойчивость к коррозии;
- стабильность характеристик
- снижение риска брака.
Последствиями низкосортного сырья могут стать уменьшение срока службы, снижение разрывной прочности, растрескивание, плохая адгезия с бетоном. Недостатки сырья могут привести к катастрофическим последствиям в процессе эксплуатации арматуры.
Требования, предъявляемые к сырью
Для производства стеклопластика должно использоваться высококачественное сырье, к которому предъявляются высокие требования:
- Совместимость компонентов − стекловолокно, смола, связующие, отвердители, добавки должны быть совместимы между собой, чтобы обеспечить однородную структуру композита без дефектов.
- Качество стекловолокна − физико-технические параметры стекловолокна определяют эксплуатационные свойства арматуры.
- Соблюдение технологии − точное соблюдение технологического процесса обеспечивает соответствие ГОСТ; нарушение технологии приводит к снижению несущей способности арматуры, отрицательно влияет на ее эксплуатационные свойства.
- Условия хранения материалов − ровинг, смолы, добавки, требуют при хранение строгого соблюдения температурного режима, пожарной безопасности.
Композитная арматура − материал для армирования, на прочность и долговечность которого оказывают влияние такие факторы как качество сырья, совместимость компонентов и строгое соблюдение технологии производства. Любое нарушение в этой цепи является потенциальной угрозой целостности и безопасности конструкции. Даже идеальное сырье не спасет ситуацию, если будет нарушен технологический процесс и наоборот, производство с использованием некачественного сырья выдаст на выходе продукт, не соответствующий требованиям надежности и безопасности.
