Углепластиковая арматура: основные характеристики и применение
Армирование фундамента
Углепластиковая арматура
Этапы производства углепластиковой арматуры
Технологический автоматизированный процесс, благодаря которому появляется арматура из углепластика, носит название пултрузии или протяжки. С ее помощью, без дополнительных материальных затрат и привлечения дополнительных людских ресурсов, можно изготовить композитную арматуру, которая обладает постоянной площадью поперечного сечения.
Схема аппарата для пултрузии
Установка, производящая данный вид изделий, состоит из системы, подающей композитное волокно в полимерную ванну, преформовочной системы, горячей пресс-формы (или фильеры) и из тянущей и отрезной машины. Чаще всего сегодня в качестве полимеров применяют различные эпоксидные или виниловые смолы, хотя на более прогрессивных производствах появились так называемые пултрузионные смолы, позволяющие ускорить процесс до 6 м/с.
Как же делают углепластиковую арматуру?
- Вначале, волокно графита подается в полимерную ванну, в которой оно пропитывается специальным полимером;
- Из ванны, графит, покрытый полимером, попадает в преформовочное устройство. Именно в нем придается нужная форма будущему изделию, и выравниваются волокна;
- Оттуда, волокна карбона направляются в нагретую фильеру, наружный край которой постоянно охлаждают водой, дабы предотвратить коагуляцию не застывшего полимера. Проходя через пресс-форму, в которой специальными нагревательными элементами создается до 6 зон с различной температурой, полимер затвердевает и на выходе из нее получается охлажденный, почти готовый продукт;
- Далее, по тянущей системе углепластиковая арматура режется на определенные технологическим стандартом сегменты.
Производственная линия для изготовления углепластиковой арматуры
Казалось бы, ничего сложного в данном процессе нет – подготовил нужные компоненты и нажал кнопку «Пуск»! На самом деле только правильный научный подбор всех параметров производства: скорости протяжки, подбор температурных режимов фильеры, хорошая пропитка полимером и его кинетические свойства и т.п., позволят в конечном итоге получить качественный продукт.
Основные свойства углепластиковой арматуры
По своему внешнему виду данное изделие почти ничем не отличается от предшественницы – металлической арматуры. Оно тоже имеет вид тонких прутьев или стержней с различным диметром поперечного сечения (до 20мм).
Различные диаметры поперечного сечения
Поверхность у такой арматуры ребристая, что обеспечивает максимальное сцепление с бетонным раствором.
Основными компонентами, который и наделяет углепластиковую арматуру уникальными свойствами, являются полимер и сам карбон. Структура его волокон является прерывистой, за счет чего и достигаются те принципиальные преимущества, выгодно выделяющие такую арматуру среди остальных композитных изделий:
- Высокая прочность изделия. По сравнению с металлической арматурой, углепластиковая лучше выдерживает нагрузку и компрессионное давление на удар или излом. Благодаря этому качеству можно значительно уменьшить ее расход, а также сделать более редкую армированную сетку. Многие используют даже стержни с меньшим диметром, чем металлические, и все-равно качество постройки не страдает. То есть, можно сказать, что из-за уникальной прочности этого изделия заметно уменьшаются затраты на строительство;
- Более легкий удельный вес. Опять же, по сравнению с металлической, арматура углепластиковая до 10 раз легче. Это влечет за собой уменьшение затрат на транспортировку изделия, ведь за один раз вы сможете привести почти в 10 раз больше армирующего материала. Если же речь идет о частном строительстве загородного дома или дачи, то такую арматуру можно с легкостью перевести в багажнике автомобиля, тем более что она приобретается вместе со специальными укладочными бухтами;
- Устойчивость к коррозии и воздействию агрессивных факторов внешней среды. Если металлическая арматура, спустя определенный промежуток времени может заржаветь, то углепластиковой не страшны даже морская вода или различные кислоты. Вот почему именно этот вид композитной арматуры используется при строительстве мостов;
- Низкая теплопроводность. Данное качество просто неоценимо, так как оно позволит сохранить большую часть тепла в фундаменте и стенах. Если, задаться целью, сравнить энергосберегающие возможности углепластиковой и металлической арматуры, то первая раз в сто опережает свою предшественницу!
- Устойчивость к воздействию экстремально низких температур;
- Хорошая радиопроницаемость наряду с экранирующими свойствами по отношению к электромагнитному полю. Как это свойство композитной арматуры поможет в реальной жизни? Возьмем тот факт, что все мобильные устройства будут работать, независимо от месторасположения, без помех и искажений сигнала;
- Высокая долговечность. Как утверждают все производители композитной арматуры, ее минимальный срок эксплуатации около 75 лет;
- И, наконец, последнее преимущество, которое по своей значимости может перевесить все остальные, это низкая стоимость изделия, благодаря доступности материала.
Сравнительная характеристика
«Минусы» углепластиковой арматуры
Наряду с положительными качествами, углепластиковая арматура обладает и рядом отрицательных черт, о которых необходимо знать. Прежде всего, это низкий модуль упругости (в 4 раза меньше, чем у металлической). То есть такая арматура плохо гнется, а если это и происходит, то она сразу же ломается. По этой причине, ее применяют при строительстве фундамента, дороги, мостов, но использование в перекрытиях влечет за собой потенциальный риск и необходимость дополнительных расчетов.
Затем нужно сказать и о воздействии высокой температуры. Так, при нагреве до 600ºС, арматура из углепластика начинает быстро размягчаться. Поэтому при строительстве нужно предпринять дополнительные меры по теплоизоляции, в случае пожара.
Следующий минус данной арматуры можно отнести не к отрицательным качествам, а к неудобным факторам работы. Дело в том, что ее нельзя сварить электросваркой. В связи с этим, на производстве к концам арматуры приделывают стальные наконечники, которые позволяют уже произвести сварочные мероприятия.
Также вы не сможете изменить форму углепластиковой арматуры в процессе строительства. Необходимо сразу же просчитать нужные вам варианты и договориться с производителем на заводе, предоставив ему чертежи.
Использование углепластиковой арматуры
Из-за того, что такая арматура не подвержена коррозии и воздействию влаги, она находит широкое применение в строительстве канализационных систем и водоочистительных сооружений. Также, ее предпочитают использовать для постройки химических складов и мостов. Во втором случае важную роль играет прочность армирующего изделия.
Данная композитная арматура идеально подходит для прокладки дорожного полотна и при выполнении на нем любых реставрационных работ. Во-первых, ее легко транспортировать.
Удобство транспортировки
Во-вторых, не требуется дополнительных сварочных работ, что удешевляет и ускоряет процесс укрепления дороги.
Таким образом, хотя на Западе, углепластиковую арматуру применяют уже несколько десятилетий, в нашем регионе это еще сравнительно новая тенденция, которая имеет далеко идущие перспективы!
Применение углепластиковой арматуры
Загрузка...