Как вязать арматуру стеклопластиковую арматуру: Как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента: видео, фото

Как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента: видео, фото

Популярность вопроса о том, как наиболее правильно вязать стеклопластиковую арматуру для укрепления фундамента и других конструкций из бетона, обусловлена тем, что этот материал все активнее начинает использоваться как в капитальном, так и в частном строительстве. Многих из тех, кто собирается применять этот инновационный материал, также интересует вопрос и о том, насколько эффективно его использование для армирования стен строений, возводимых из блочных строительных элементов.

Армирующий каркас плитного фундамента – одна из сфер использования стеклопластиковой арматуры

История появления стеклопластиковой арматуры в строительстве

Стеклопластиковая арматура на самом деле не является новинкой на строительном рынке, она была разработана и начала производиться еще в 60-е годы прошлого столетия. Однако ее высокая стоимость на момент начала производства способствовала тому, что ее использовали для армирования только тех конструкций, в которых стальные укрепляющие элементы подвергались активной коррозии: бетонных конструкций, эксплуатирующихся в суровых климатических условиях, опор мостов и др.

Стеклопластиковая арматура будет лучшим решением при строительстве бетонных сооружений, контактирующих с морской водой

Активное развитие химической промышленности привело к тому, что со временем себестоимость производства стеклопластиковой арматуры значительно снизилась, что и позволило начать применять ее более активно. Широкому использованию данного материала способствовал и тот факт, что в 2012 году был утвержден государственный стандарт (31938-2012), согласно которому определяются требования не только к производству, но также к методам испытаний стеклопластиковой арматуры.

Согласно требованиям вышеуказанного нормативного документа, арматура из стеклопластиковых материалов может выпускаться в интервале диаметров от 4 до 32 мм. Но наибольшее применение, особенно в малоэтажном строительстве, приобрели изделия, диаметр которых составляет 6, 8 и 10 мм. В отличие от аналогичных изделий из стали, стеклопластиковая арматура отпускается заказчику не в виде отдельных прутков, а намотанной в бухты.

Арматура СП: удобная, лёгкая, устойчивая и упругая

В нормативном документе кроме технических характеристик стеклопластиковой арматуры оговорены требования к состоянию ее внешней поверхности. Согласно этим требованиям, на поверхности таких изделий не допускается наличие сколов, расслаиваний, вмятин и других дефектов.

Характеристики материала

Арматура, изготавливаемая из композитных материалов, в зависимости от используемого для ее изготовления непрерывного армирующего наполнителя, подразделяется на несколько категорий:

• стеклокомпозитная, которая обозначается аббревиатурой АСК;
• углекомпозитная, обозначаемая АУК;
• комбинированная или АКК;
• и ряд других категорий.

Физико-механические параметры полимерной арматуры различных видов

Выбирая композитную арматуру для укрепления фундамента или стен возводимых строительных конструкций, следует учитывать ее основные характеристики:

• предельная температура, при которой эта арматура может эффективно эксплуатироваться;
• предел прочности изделия, измеряемый при растяжении; данный параметр рассчитывается как отношение прилагаемой силы к площади поперечного сечения арматурного прутка, для изделий категории АСК он должен быть не меньше 800 МПа, а для арматуры АУК — не менее 1400 МПа;
• модуль упругости при растяжении; у углекомпозитной арматуры данный показатель превышает аналогичную характеристику стеклопластиковых изделий более чем в 2,5 раза;
• предел прочности изделия, измеряемый при его сжатии; для всех типов композитной арматуры данный показатель должен составлять не менее 300 МПа;
• предел прочности арматуры, измеряемый при поперечном срезе; для различных типов композитной арматуры данный показатель должен составлять: для арматуры АСК — 150 МПа и более; для АУК — более 350 МПа.

Арматура из металла или композитных материалов?

Принимая решение, какую арматуру использовать для укрепления фундамента или стен здания, следует сравнить характеристики традиционных изделий из металла и стеклопластика. По сравнению с металлическими, стеклопластиковая арматура обладает следующими преимуществами:

• исключительная устойчивость к коррозии: фундаменту, для укрепления которого использована композитная арматура, не страшно взаимодействие с кислотными, солеными и щелочными средами;
• обладая низкой теплопроводностью, стеклопластиковая арматура не создает мостиков холода, что является особенно актуальным качеством для эксплуатации зданий в климатических условиях нашей страны;
• материалы, применяемые для изготовления стеклопластиковой арматуры, являются диэлектриками, поэтому фундаменты и стены, для укрепления которых она использована, обладают абсолютной прозрачностью для радио и электромагнитных волн;
• вес композитной арматуры значительно ниже, чем масса изделий, изготовленных из металла;
  прочность армирующих прутков из стеклопластика практически в 2–3 раза выше, чем у арматуры, изготовленной из металла;
• по причине того, что композитная арматура поставляется заказчику в бухтах по 100–150 метров, при укреплении фундамента с ее использованием можно минимизировать количество стыковочных соединений, которые, как известно, являются наиболее слабыми местами в любой бетонной конструкции;
• приобретение композитной арматуры более экономически выгодно за счет того, что вы можете купить ровно такой объем, который вам необходим для укрепления фундамента или стен своего строения, не ориентируясь на фиксированную длину прутков, как в случае с изделиями из металла;
• коэффициент теплового расширения композитных материалов почти идентичен с аналогичным параметром бетона, поэтому в конструкциях, для армирования которых они используются, практически не возникает трещин.

Если сравнивать по стоимости, то затраты на использование металлических и стеклопластиковых изделий практически одинаковые.

Сравнение металлической и стеклопластиковой арматуры (нажмите для увеличения)

Самым значимым недостатком арматуры, изготовленной из стеклопластика, является достаточно низкий показатель ее прочности на излом, что ограничивает ее применение для укрепления сильно нагруженных бетонных конструкций.

Особенности использования композитной арматуры

Арматуру, которая изготовлена из композитных материалов, преимущественно используют для укрепления ленточных или плитных фундаментов в малоэтажном строительстве. Объясняется это тем, что данная арматура по причине своего относительно недавнего появления на отечественном строительном рынке еще мало изучена и не протестирована длительной практикой своего использования.

Прежде чем приступить к монтажу арматурного каркаса, необходимо подготовить опалубку для заливки будущего фундамента. Такая процедура выполняется по стандартной схеме, как и в случае использования металлической арматуры. Для армирования ленточных фундаментов небольших строений преимущественно используют композитные прутки диаметром 8 мм, что соответствует 12-ти миллиметровым изделиям из металла. В первую очередь из таких прутков вяжут сетки, из которых затем монтируют армирующий каркас.

Скрепление арматурной сетки с помощью вязальной проволоки

При использовании прутков из композитных материалов важно знать, как вязать стеклопластиковую арматуру так, чтобы из нее получился надежный каркас, который эффективно укрепит бетонную конструкцию. Элементами, которые позволят надежно и правильно связать такую конструкцию, могут быть пластиковые хомуты или обычная вязальная проволока. Выбор того или иного варианта зависит только от личных предпочтений и наличия под рукой тех или иных приспособлений.

Как изготовить надежный каркас для фундамента

Для того чтобы правильно изготовить основу для ленточного фундамента, для которого будет использоваться стеклопластиковая арматура, можно просмотреть обучающее видео и воспользоваться несложными рекомендациями. Итак, алгоритм изготовления такого каркаса выглядит следующим образом.

• Прежде чем вязать арматуру, необходимо составить чертеж своего будущего каркаса и нарезать все элементы для его изготовления по точным размерам.
• Поперечные прутья нижнего слоя арматурного каркаса позиционируют при помощи специальных фиксаторов. Устанавливать такие элементы можно как до начала сборки арматурного каркаса, предварительно вымерив размер его ячеек, так и после его готовности.
• Размер ячеек зависит в первую очередь от размеров ленточного фундамента, который вы собираетесь укреплять. Такой размер может варьироваться в достаточно широких пределах: 15–30 см.
• Продольные прутья арматурного скелета перед тем, как вязать, лучше предварительно разложить на земле и сделать на них отметки маркером в тех местах, где к ним будут фиксироваться поперечные элементы. Начав вязать арматуру, следует следить за тем, чтобы элементы фиксировались друг с другом строго под прямым углом.
• Поперечные перемычки нужно вязать с продольными элементами каркаса с их нижней стороны. Чтобы армирующий скелет и, соответственно, будущий фундамент получился надежным и устойчивым, пластиковые хомуты или вязальную проволоку в местах соединений следует вязать потуже.
• Изначально изготавливаются горизонтальные слои армирующего каркаса, только потом следует вязать их между собой вертикальными перемычками. Фиксировать вертикальные перемычки также необходимо с внутренней стороны ячеек каркаса, это позволит вам получить в итоге надежную и устойчивую конструкцию, которая не разъедется в процессе заливки бетона и будет отлично выполнять свои армирующие функции.
• Углы — это особое место армирующей конструкции, и им необходимо уделить отдельное внимание. Стеклопластиковую арматуру не рекомендуется самостоятельно гнуть под воздействием нагрева, что может самым негативным образом сказаться на ее прочностных характеристиках. Поэтому угловые элементы арматурного скелета лучше вязать из уже гнутых прутков, которые сегодня можно приобрести, либо аккуратно выполнять изгиб без теплового воздействия.
• После того, как арматурная конструкция будет полностью готова, ее необходимо аккуратно поместить во внутреннюю часть уже подготовленной опалубки.

Схема армирования углов ленточного фундамента

Схема армирования примыканий ленточного фундамента

Если вязать элементы арматурного каркаса при помощи проволоки, то для облегчения своего труда можно изготовить вязальный крючок, для чего удобно использовать старую отвертку. Как сделать такой крючок и вязать с его помощью арматурный каркас, так же можно ознакомиться по соответствующему видео.

Изготовление армирующего каркаса из прутков, которые сделаны из стеклопластика, — несложный процесс, о чем можно судить даже по обучающему видео, где подробно показано, как его вязать. Для работы с таким материалом, как стеклопластик, вам не потребуются специальные инструменты и сложное оборудование, его легко резать и вязать, он обладает более легким весом, чем арматура, изготовленная из металла.

В любом случае, выбирая такой материал для укрепления фундамента или стен своего дома или строения любого другого назначения, следует иметь в виду, что вы поступаете на свой страх и риск, так как стеклопластиковая арматура появилась недавно на отечественном строительном рынке, и ее характеристики еще не до конца подтверждены длительностью применения на практике.

Монтаж стеклопластиковой арматуры, как вязать, чем резать, как соединять и т.д.

Как вязать стеклопластиковую арматуру

Строительный рынок постоянно пополняется интересными и современными новинками. Композитная стеклопластиковая арматура является одним из таких новейших материалов. На данный момент еще не все знают, для чего она нужна и как правильно используется.

С 2012 года интерес строителей к данному продукту стал постоянно расти, так как цена у этого материала не столь высокая, а качество позволяет ее использовать для заливки фундамента не только жилых домов, но и при постройке более масштабных сооружений, к примеру, мостов. Особо она актуальна на севере, так как металлическая арматура подвержена коррозии, а у стеклопластиковой такой проблемы нет.

Технические характеристики

Стеклопластиковая арматура – это смесь крепкого стекловолокна и термопрочной смолы.

В вышеупомянутом году был издан ГОСТ, который четко установил параметры ее параметры:

• Диаметр — от 4 до 32 мм
• Температура, при которой материал можно эксплуатировать — от 60 градусов по Цельсию
• Максимальный предел прочности при растягивании — это показатель силы, с которой материал растягивается и площади его поперечного сечения. Для стеклопластиковой арматуры норма – это 800 МПа.
• Максимальный показатель прочности сжатия- 300МПа.
• Максимум прочности — более 150 МПа.

Достоинства стеклопластиковой арматуры

Такой вид строительного материала существенно отличается от привычной стальной и имеет массу преимуществ, по сравнению с ней:

1. Стойкость к образованию коррозии. Стеклопластиковая арматура совершенно не боится щелочных и кислотных сред.
2. Небольшой вес при высокой прочности. Вес такой ее на 10 раз меньше, чем у стальной.
3. Низкая теплопроводность, что защищает стены и фундаменты от промерзания, что особо актуально в северных районах.
4. Непроводимость тока и отсутствие помех.
5.  Цена. За ту же цену, что и у стальной арматуры небольшого диаметра можно приобрести стеклопластиковую большего диаметра.
6. Высокая прочность материала при растяжении. Этот показатель больше, чем у стальной арматуры в 3 раза.
7. Отсутствие швов. Металлические прутья перед транспортировкой режутся под параметры автомобиля, в котором их перевозят. Впоследствии армированная сетка имеет множество соединений, которые являются самыми слабыми местами в фундаменте и стенах. Так как стеклопластиковая арматура поставляется бухтами до 150 м, резать ее не нужно, что приводит к минимальному количеству швов. Транспортировка может осуществляться даже в багажнике легковой автомашины.
8. Отсутствие переплаты за количество материала. Металлическая арматура продается одинаковой длиной 12 м, меньше ее уже не приобрести, а стеклопластика можно купить то количество, которое необходимо для строительства.
9. Отсутствие необходимости докупать дополнительные инструменты при монтаже стеклопластиковой арматуры, например, сварочный аппарат.
10. Одинаковый с бетоном коэффициент расширения при тепловом воздействии — гарантия отсутствия трещин в готовом строении.

Недостатки материала

Несмотря на все упомянутые достоинства, стеклопластиковая арматура имеет один главный недостаток – это большая вероятность излома. У стальных прутьев этот показатель намного выше.

Именно из-за этого показателя стеклопластиковая арматура используется только тогда, когда нужно соответствовать определенным ограничениям по коррозии, диэлектрическим свойствам и проводимости тепла. Все конструкции, которые возводятся свыше определенных границ, делаются на страх и риск строителей. Производители доносят эту информацию до покупателей непосредственно на фирменных этикетках.

Использование материала в строительстве

Промышленное строительство уже давно и широко использует стеклопластиковую арматуру в отличие от малоэтажного. Судя по достоинствам и недостаткам можно четко оградить сферу применения стеклопластиковой арматуры. Это, например, работы по берегоукреплению, строительству автодорог. Очень большой популярностью этот материал пользуется в загородном строительстве. Она используется для армирования стен, фундамента, чаще всего ленточного, кладки из газобетона.

Важно! Армирование кладки производится комбинацией стальной и стеклопластиковой арматуры.

Далее будет рассмотрен процесс армирования ленточного фундамента.

Подготовка арматуры

Прежде чем заливать фундамент, нужно правильно вязать арматуру для большей прочности и устойчивости конструкции. Это позволяет связать арматуру в единую конструкцию, создав тем самым опорный каркас здания. Мощность общей конструкции фундамента нужно обеспечить дополнительными ребрами жесткости. Для этого понадобится:

• Стеклопластиковая арматура
• Вязальная оцинкованная проволока с сечением 1 мм
• Вязальный крючок

Важно! Вязальная проволока должна быть круглого сечения, не следует брать квадратную, так как при скрутке проволока может повредить сама себя.

Есть несколько видов крючков для вязания:

• Обыкновенный крючок. Его при работе необходимо постоянно вращать.
• Винтовой крючок – сам вращается при нажатии на рукоятку.

Названные материалы нужно выбирать очень внимательно. Например, вязальная проволока должна быть довольно толстой, чтобы избежать ее разрывов при подаче бетона на каркас. В противном случае связки могут лопнуть, а конструкция ленточного основания получится ассиметричной, чего никак нельзя допускать.

Весь процесс делится на шаги:

1. Поперечные прутья нижнего слоя укладываются на арматурные фиксаторы, которые устанавливаются до проведения работ.
2. Долевые прутья нарезаются и укладываются на необходимом друг от друга расстоянии, на них отмечаются места скрепления.
3. Под прямым углом к долевым прутьям устанавливаются перемычки, каждая из которых связывается в отмеченных местах. Если вязка производится проволокой, то ее нужно сложить вдвое и прочно зафиксировать при помощи крючка. Если же используются хомуты, то каждый из них затягивается потуже.
4. После окончания работ по сооружению первого ряда сетки можно делать остальной каркас. Перпендикулярные отрезки крепятся с внутренней стороны ячеек таким же образом.

Особо осторожно нужно подходить к обвязке углов. В строительных магазинах можно купить специальные элементы, которые легко устанавливаются на место углов.

Важно! В углах арматуру можно вязать только вручную, без теплового воздействия.

Готовый каркас укладывается в опалубку в горизонтальном положении сеток.

Этот способ очень распространен среди строителей, которыми вязка арматуры производится своими руками. Помимо него, существует еще несколько вариантов скрепления арматуры для ленточного фундамента:

• Довольно крупные по масштабу работы требуют вязать арматуру специальными вязальными пистолетами.
• Самым простым способом можно считать вязку с использованием пластиковых хомутов нужного размера. Такой метод прекрасно подойдет, если осуществляется вязка небольшого сооружения.  Его достоинством является то, что нет необходимости носить с собой при работе большой моток проволоки, а также можно не покупать вязальный крючок.

Важно! Перед началом работ нужно четко определиться какие нагрузки планируются для ленточного фундамента, и каков объем работ.

Создание фундамента со стеклопластиковой арматурой

После того как мастер закончил вязать арматуру, можно приступать непосредственно к армированию.

Для фундамента ленточного типа используются прутья, диаметр которых составляет 8 мм, что сопоставимо с арматурой из металла с сечением 12 мм.

Важно! Фундамент выполняют на идеально ровной поверхности.

Алгоритм действий такой:

1. Установка обработанной пергамином опалубки
2. Обозначение того уровня, до которого производится заливка раствора. Делается это водяным уровнем с проведением замеров в нескольких местах.

   Важно! Сетка арматуры должна быть полностью погружена в опалубку и не доходить до ее края приблизительно на 5 см.

   Если выполнить это условие не получается, то можно подложить под арматурную сетку кирпичи.

3. Укладка стеклопластиковой арматуры на подготовленное покрытие из кирпичей.
4. Заливка готовой конструкции качественным бетоном. При заливке бетон в обязательном порядке утрамбовывается, чтобы избежать пустых полостей.

   Важно! Подсчет количества бетона производится так: периметр ленточного фундамента умножаем на высоту и ширину.

5. Готовый фундамент накрывается пленкой, которая фиксируется кирпичами или брусками. Через 2 — 3 недели можно производить строительные работы.

Стеклопластиковая арматура — относительно новый строительный продукт, но он уже стал довольно популярен среди тех, кто занимается частным строительством. Помимо того, стеклопластиковое армирование выполняется и в промышленных масштабах при строительстве дорог, возведении мостов, укреплении берегов, строительстве.

Вязка арматуры своими руками — это несложный процесс, который легко выполнить, имея все нужные материалы. Даже неподготовленный человек сможет это сделать, стоит только попробовать на нескольких элементах. Это выгодно отличает стеклопластиковую арматуру от стальной, для создания каркаса из которой нужен сварочный аппарат и опыт работы с ним.

Как вязать пластиковую арматуру? Технологии изготовления армирующих каркасов/поясов

От правильного выбора технологии обустройства фундамента и обвязки арматурой зависит прочность основания и долговечность эксплуатации здания/сооружения. Перед тем, как вязать стеклопластиковую арматуру, необходимо подобрать оптимальный способ соединение отдельных элементов в единую конструкцию. Так как прутки/стержни не поддаются сварке, вязка армирующего каркаса является единственным вариантом создания прочной основы бетонной конструкции.

Как связывать стеклопластиковую арматуру?

Обвязка стеклопластиковой арматуры при обустройстве фундамента и иных бетонных конструкций может быть выполнена несколькими способами:

• С применением вязальной проволоки и специальных крючков – традиционный и самый дешевый метод вязки пластиковой арматуры;

• С применением вязальных пистолетов – вязка пластиковой арматуры этим способом является самым оптимальным вариантом при выполнении солидных объемов работ;

• С использованием пластиковых хомутов – один из быстрых и простых способов ручного формирования армирующего пояса/каркаса небольшого размера. Перед тем, как связывать стеклопластиковую арматуру достаточно лишь правильно подобрать размер хомутов;

• При помощи специальных пластиковых клипс.

* Два последних из перечисленных способов не дают полной гарантии создания надежных соединений. Поэтому перед тем, как вязать пластиковую арматуру для фундамента, необходимо четко определиться с объемами работ, а также с планируемыми нагрузками. 

Актуальность разных вариантов вязки пластиковой арматуры

Какая технология наиболее выгодна и как вязать композитную арматуру на определенном объекте – эти два аспекта напрямую зависят от масштабов работ. При возведении фундамента небольшого дома, армировании блоков, колонн и отдельных элементов бетонных конструкций рационально применять ручную вязку проволоки, фиксацию хомутов или клипс. А перед тем как вязать пластиковую арматуру для фундамента с солидной площадью (жилые, коммерческие, промышленные объекты) стоит выбрать более оперативный и надежный способ – специальные вязальные пистолеты:

• Электрические пистолеты типа Max для вязки металлической проволокой;
• Механические пистолеты Waker Neuson для вязки скобами/клипсами.

Закажите стеклопластиковую арматуру у производителя — в компании Пласт-Копмозит.

Как правильно вязать стеклопластиковую композитную арматуру

Как правильно вязать стеклопластиковую композитную арматуру — описание

Бетон является очень качественным и надежным материалом, однако если он используется для фундамента при его заливке необходимо задействовать дополнительный каркас, усиливающий прочность. Самым современным и качественным материалом для вязки армирующего каркаса фундамента является композитная стеклопластиковая арматура производства ООО «ОБНИНСКИЙ ЗАВОД КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ». Вязка арматуры для фундамента должна проводиться в соответствии с установленными требованиями. Ниже подробно описан метод осуществления данного процесса.

Стеклопластиковая арматура состоит из крепкого стекловолокна и связующей термопрочной смолы. Арматуру легко транспортировать и соединять между собой, стоит она на порядок дешевле металлической. Выпускается она двух видов: гладкая и ребристая. Обладает антикоррозийными свойствами, очень прочная и способна выдержать большие нагрузки.

Арматурный каркас представляет собой прямоугольную ячеистую конструкцию, попадая в которую бетон не растекается, не образует пустот и пузырей. Для того, чтобы правильно собрать его, следует знать, как правильно вязать стеклопластиковую арматуру.

Пошаговые действия для вязания стеклопластиковой композитной арматуры

Вам потребуется обыкновенная вязальная проволока, которую можно приобрести на любом строительном рынке или пластиковые хомуты. Вот несколько простых рекомендаций, с помощью которых вы сможете легко осуществить данный процесс самостоятельно:

• Для поперечных прутьев нижнего слоя из стеклопластиковой арматуры используются специальные арматурные фиксаторы. Их можно установить уже в начале работы, предварительно вымерив размер ячеек, или после того, как каркас будет собран.
• Расстояние между горизонтальными и вертикальными линиями сетки зависит от типа основания постройки. Как правило, оно колеблется в пределах от 15 до 35 см. Эти размеры предполагает схема вязки арматуры для ленточного фундамента. В редких случаях расстояние доходит до 60 см.
• Долевые прутья разложите на необходимом расстоянии друг от друга и нанесите на них метки при помощи маркера. К ним хомутами или проволокой прикрепите под прямым углом перемычки.
• Перемычки крепите к каркасу не сверху, а снизу. Хомуты или проволоку затягивайте потуже, чтобы они не разошлись в процессе заливки цементно-песчаной смеси. Помните о том, что это напрямую влияет на конечную прочность фундамента.
• После того, как первый ряд сетки будет готов, можно приступать к остальным составляющим каркаса. Перпендикулярные перемычки необходимо крепить таким же образом с внутренней стороны ячеек. Так вы получите надежную конструкцию, которая не разъедется во все стороны во время заливки бетона.
• Особое внимание уделяется углам. У многих возникает вопрос — как правильно вязать стеклопластиковую арматуру в этих местах, если гнуть ее не рекомендуется? В специализированных магазинах сегодня можно приобрести готовые элементы, которые легко устанавливаются перед началом работ или во время сборки каркаса. Если такой возможности нет, то помните о том, что в углах допускается только вязка своими руками арматуры и без какого-либо теплового воздействия.

Процесс вязания стеклопластиковой арматуры прост и не займет много времени даже у неподготовленного человека.

Удачи в строительстве!

Способы соединения композитной арматуры (как вязать стеклопластиковую арматуру)

Грамотное соединение стеклопластиковой арматуры для фундамента – залог создания надежного армирующего каркаса / пояса, повышающего прочность и срок службы всего сооружения. Существует несколько способов ее вязки, которые выбираются исходя из специфики объекта, технологии выполняемых мероприятий и задействованных материалов.

Стеклопластиковая арматура, поставляемая в бухтах, представляет собой уникальный материал. Она производится из разнообразных волокон – базальтовых, арамидных, стеклянных, карбоновых, комбинированных. Наружная оболочка создается с помощью навивки волокон или песчаного напыления. Это доступная и долговечная альтернатива элементам из стали.

Но главное отличие от металлических аналогов состоит в том, что к стеклопластиковым приспособлениям не может быть применена сварка. В связи с этой особенностью изделий крайне важно подбирать правильные технологии вязки при сооружении вертикальных объектов, оснований зданий, усиленных конструкций из бетона.

Стеклопластиковая арматура для фундамента соединяется при помощи:

1. Вязальной проволоки из стали и специальных крючков. Этот вариант достаточно прост и экономичен, он подходит для вязки прутков с различными диаметрами. Проволока предварительно обжигается.




2. Электрических или механических вязальных пистолетов. Для профессионального инструмента нужны катушки с намотанной проволокой. Рассматриваемый метод целесообразно использовать для увеличения несущей способности каркасов я больших площадей. На изготовление узла требуется пара секунд.




3. Механического инструмента. Такая технология считается более производительной и комфортной при проведении масштабных работ, поскольку в процессе крепления инструмент нужно не вращать, а тянуть. Его отличительная черта – спираль, которая встроена в ручку.




4. Тонких клипс из пластика.




5. Хомутов из пластика. Их предназначение заключается в быстром соединении арматуры без использования специнструмента. Данный способ также называется ручной вязкой.




6. Креплений, защелкивающихся на арматурных прутах. Применяемые для стальных изделий резьбовые муфты непригодны в этом случае, так как нарезать на полимерном стержне устойчивую резьбу почти невозможно.

На что обратить внимание при выборе варианта вязки

Способ соединения компонентов армирующего каркаса / пояса выбирается индивидуально, поскольку обусловливается следующими факторами:

• Габариты здания. При обустройстве основания строения с большой площадью и при разработке промышленных полов использование ручных методов крепления нерационально.




• Особенности выполняемых процедур. Если армирование осуществляется в промышленных условиях, стоит воспользоваться вязальными пистолетами, которые соединяют элементы посредством проволоки из стали, или клипсами из пластика.




• Требования к прочности строения. Ручная вязка с применением пластиковых хомутов / клипс не гарантирует сохранности каркаса, если предполагается заливка бетонной смесью.

Выгодные условия приобретения стеклопластиковой арматуры в бухтах вы найдете у нас. Мы гарантируем безупречное качество, приемлемые расценки и оперативную доставку продукции!

Обвязка фундамента стеклопластиковой арматурой: как правильно, фото, видео

Новые строительные материалы, в числе которых и стеклопластиковая арматура (СПА), очень медленно вытесняют старые, проверенные десятилетиями материалы. Все привыкли, что в железобетоне должная быть стальная арматура, о полной замене которой в масштабном строительстве речь пока не идёт. Однако для строительства фундаментов малоэтажных зданий гораздо выгоднее использовать композитные стержни, так как при меньшей цене и весе они могут выдерживать те же самые нагрузки. В чём достоинства такой замены, и как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента, будет рассказано в этой статье.

Стеклопластиком называется вид композиционного материала из термопластичного полимера, наполненного волокнами стекла или кварца. Основными преимуществами являются:

• малый удельный вес;
• высокая коррозионная стойкость;
• прочность на разрыв, не уступающая стали.

До недавних пор стеклопластики использовались преимущественно в космической и авиационной технике, но теперь, когда создана технология пултрузии (формирование неметаллической рельефной арматуры методом протяжки), появилась возможность и для широкого применения в строительстве.

Бетонный цоколь по монолитной плите

• Существуют различные вариации композитов, в том числе и комбинированных, но одним из самых доступных является стеклопластик. По сравнению с металлом он дороже, это если сравнивать цену за тонну. Но учитывая малый вес, погонных метров композитной арматуры в этой тонне (если сравнивать одинаковые диаметры) будет в пять раз больше. А значит, и по цене выгоднее.
• Как и стальная, арматура из стеклопластика предлагается в виде тонких и толстых стержней, стержневых карт и кладочных сеток. Для подбора арматуры по диаметру производятся такие же расчёты, как и для стальной, но всегда получается, что диаметр СПА может быть на одну ступень ниже. То есть, вместо металлической арматуры АIIID12 можно использовать стеклопластиковые стержни диаметром 10 мм – и вот почему.
• Модуль упругости, это усилие, которое надо приложить, чтобы растянуть материал на определённое расстояние. У композитной арматуры модуль ниже почти в 5 раз, чем у стальных стержней. Но величина эта постоянна, тогда как у стали она зависит от нагрузок и температуры окружающей среды.
• Есть ещё такой показатель, как предел прочности. Это предельная нагрузка, после которой материал полностью разрушается. У стальной арматуры он равен 400 Мпа, а вот у композиционной – не менее 1200 Мпа. У самого бетона эти цифры несопоставимо меньше, поэтому при пиковых нагрузках он разрушается первым, после чего в работу включается предел прочности арматуры.
• Чем он выше, тем большую нагрузку сможет выдержать тот же фундамент. Выходит, что конструкция, армированная стеклопластиком, будет держаться в три раза дольше. Но учитывая большую эластичность стеклополимерного композита, конструкция при этом существенно провиснет, из-за чего бетон будет сильнее растрескиваться.
• Чтобы найти золотую серединку, расчёт арматуры для фундамента должен производиться специалистом. При условии правильного подбора диаметров и шага элементов каркаса, стеклопластик может служить гораздо дольше из-за отсутствия коррозии.

В случае с фундаментами способность стеклопластика к более сильному прогибу особого значения не имеет, так как лента или плита всей площадью опирается на грунт. Это не то, что плита перекрытия или балка, которая имеет всего две точки опоры. Фундамент должен продемонстрировать высокую прочность, а с этим у армированной стеклопластиком фундаментной конструкции проблем точно не будет.

Главным конкурентом стеклопластиковой арматуры является стальная, поэтому именно с ней и надо сравнивать технические характеристики:

Композитная арматура может иметь различное назначение, и в том числе бывает специально предназначена для усиления бетонных конструкций. Как и стальная, она изготавливается гладкой и рифлёной, и продаётся в виде стержней или сетчатых карт. Для конструкций ленточного типа можно приобрести и готовый каркас для фундамента из стеклопластиковой арматуры.

Чтобы не нарваться на дешёвую подделку, покупать всё это нужно либо непосредственно у производителя, либо у официального дилера. У контрафактной арматуры может быть некачественная заливка витков, бывает более низкая или неравномерная плотность навивки стекловолоконного жгута (ровинга).

Но прежде, чем купить материал, нужно правильно его рассчитать, поэтому рассмотрим, как это делается на примере небольшого фундамента размером 6*6 м.

В плитном фундаменте не может использоваться арматура диаметром меньше 6 мм, если она стеклопластиковая, и она должна быть только профилированная. Ориентироваться надо на плотность грунта и вес строения. Минимальный диаметр арматуры можно взять, если постройка, к примеру, лёгкая каркасная, а грунт прочный. Если же дачный дом или гараж строится из каменных материалов, лучше взять пруты или сетку диаметром 10 мм.

При размере ячейки сетки 200 мм, количество прутков, укладываемых в одном направлении, составит 31 штуку — соответственно, 62 стержня на один уровень. Всего уровней два, поэтому нам понадобится 124 шестиметровых прутка, в метрах это будет 744.

Для соединения верхних и нижних сеток можно использовать обрезки той же арматуры. Учитывая, что пруты укладываются 31 на 31, всего получится 961 соединение. При толщине плиты 200 мм, за минусом толщины защитных слоёв (по 50 мм с каждой стороны), длина соединительных прутков составит 100 мм, или 0,1 м. Умножив её на количество соединений, получим 96,1 метр. Чтобы получить общую длину арматуры на плиту, надо суммировать 744 и 96,1. Округляем до целого числа, и в итоге получаем 841 м.

Теперь посчитаем количество необходимой проволоки, что может зависеть от схемы вязки. Обычно сначала связывают прутки нижнего пояса, после чего к ним присоединяют вертикальные элементы, которые будут соединять нижнюю сетку с верхней.

Схемы вязки арматуры

Чтобы произвести одно соединение, в среднем требуется 0,3 м проволоки. В одном уровне у нас 961 соединение, а в двух (снизу и сверху) – 1922. Путём умножения длины одного куска проволоки на их количество, получаем общую длину 576,6 м.

Стеклопластиковую арматуру можно – и даже более удобно, вязать не проволокой, а пластиковыми стяжками, используемыми обычно для связки проводов. Так как они продаются штучно, их количество будет соответствовать количеству соединений на каркасе.

Вязка пластиковыми стяжками

Как вариант, можно использовать специальные соединительные хомуты. Есть и такие, которые одновременно выполняют функцию подставки, обеспечивающей нужную толщину защитного слоя бетона.

Хомуты для соединения композитной арматуры

Отличительным свойством ленточной конструкции является её высота, которая всегда больше ширины. Лента лучше, чем плита работает на изгиб, поэтому диаметр арматуры здесь может быть меньше. В ней тоже делается два пояса армирования, только соединяются уровни чаще не короткими прутками как в плите, а гнутыми П-образными элементами.

Расчёт армирования производится в таком порядке (просчитаем всё тот же фундамент 6х6 м с одной внутренней стеной):

1. На подставки продольно укладывают более толстые рифлёные стержни (для одноэтажного дома можно брать диаметром 8 мм). Их при ширине ленты в 30-40 см будет всего по паре снизу и сверху.
2. Соединяющие их вертикальные стержни нагрузку не несут, а потому могут быть гладкими, без спиральной навивки – диаметр 6 мм.
3. При общей длине ленты 30 м, армируемой в 4 ряда, расход основной (продольной) арматуры составит 120 м.
4. Хомуты или вертикально-поперечные прутки устанавливаются через 0,5 м. Допустим, сечение ленты составляет 0,3*0,7 м, при котором на одно соединение будет уходить 1,6 м арматуры диаметром 6 мм. Всего секций перевязки образуется 61 — умножив эту цифру на 1,6, мы получим общую длину арматуры 97,6 м.
5. Каждая секция каркаса, связанная поперечной арматурой, имеет 4 соединения. Всего 4х61=244 соединения. Столько нужно хомутов или стяжек, если использовать для вязки их.
6. Если 244 умножить на 0,3 м, мы получим расход проволоки — 73,2 м.

Обвязка фундамента стеклопластиковой арматурой

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

При вязке каркаса можно уменьшить диаметр арматуры, но при этом придётся увеличить количество продольных стержней. Можете просчитать оба варианта по цене и выбрать тот, который окажется наиболее выгодным.

Столбчатый фундамент работает не на изгиб, а на сжатие, так как рабочая арматура располагается не горизонтально, а вертикально. В таком положении она работает в облегчённом режиме, поэтому брать ребристые стержни можно диаметром 6 мм. По горизонтали монтируются гладкие прутки диаметром 4-5 мм, которые должны связать рабочую арматуру в пространственный каркас.

Форма каркасов для бетонного фундаментного столба

В зависимости от формы и размеров сечения столба, в каркасе могут присутствовать 2, 3 или 4 пояса рабочей арматуры. Для армирования столбов длиной 2 м и диаметром 0,2 м, обычно делают каркас прямоугольной формы из 4-х, связанных поперечной арматурой продольных прутков. Диаметры – 10 и 6 мм, с перевязкой в четырёх местах.

В таком случае, на один столб уйдёт 2*4=8 м основной арматуры, и 0,4*4=1,2 м перевязочной арматуры. Останется только умножить эти цифры на количество столбов, и вы получите общую длину стержней. На каркасе столба 4 пояса, в которых имеется по 4 соединения. Перемножив эти цифры, получаем 16 точек перевязки. Если вязать будете не стяжками, а проволокой, умножьте её расход 0,3 м на 16. Всего получится 4,8 м вязальной проволоки на один столб.

Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

На заметку: Арматура для ростверка считается по аналогии с конструкцией ленточного типа.

Каркас ростверка, обвязывающего столбы

Речь о том, как правильно вязать пластиковую арматуру для фундамента, пойдёт в следующей главе.

Перед тем, как вязать пластиковую арматуру для фундамента, желательно посмотреть видео. Однако это не отменяет наличия чертежа, в котором будут чётко обозначены все элементы каркаса и указаны расстояния между ними. Соответственно, на основании этого чертежа и должны отрезаться пруты рабочей и поперечной арматуры.

Вязать каркас для фундаментной ленты удобнее укрупнёнными блоками, которые затем опускаются в опалубку и привязываются друг к другу. При структурировании каркаса плиты, вяжут сначала сетку нижнего уровня, к ней фиксируют вертикальные перемычки, а затем уже приступают к формированию верхнего ряда.

• В любом случае, вязка начинается с нижнего яруса, с продольных стержней. Их предварительно раскладывают на земле или на фиксаторах, отмечая маркером места перевязки с поперечными элементами.
• Если вязка СПА производится проволокой, то процесс ничем не отличается от вязки обычной стальной арматуры. Для этого вам нужен крючок для вязки и ножницы по металлу.
• Кусок проволоки длиной 30 см складывается пополам затем, чтобы образовалась петля. Огибаете ею место соединения двух прутьев, продеваете крючок в петлю и, протянув в неё свободный конец, делаете скрутку.

  Как связать стеклопластиковую арматуру для фундамента проволокой

  
  Мнение эксперта
  Виталий Кудряшов

  строитель, начинающий автор

  Важно: В процессе работы необходимо следить, чтобы прутья при перевязке образовывали прямой угол.

• Особого внимания требуют углы каркаса. Гнуть стеклопластиковую арматуру в условиях стройки нельзя, поэтому нужно заранее запастись готовыми П-образными элементами (на пересечении стен могут использоваться Г-образные хомуты). Основные варианты соединений показаны ниже.

Угловое соединение

В последнее десятилетие композитная арматура стала весьма востребованной в малоэтажном строительстве. Она отлично подходит для армирования фундаментов, так как расчётное сопротивление растяжению у СПА в 3 раза выше, чем у стальных стержней. Композит лучше сохраняет свою форму при повышении температуры и практически не поддаётся деформированию, а благодаря меньшему весу стержней снижается и масса монолита. Полимеры не способны увлажняться, а потому не подвержены коррозии. Вывод напрашивается сам: конструкция, армированная стеклопластиком, прослужит гораздо дольше металлической.

Как связать пластиковую фурнитуру. Характеристики фундамента из стеклопластиковой арматуры, расчеты и монтаж

Композитная арматура относится к современным материалам, призванным заменить дорогой металл и обеспечить большую устойчивость к негативному воздействию внешних факторов. После того, как этот вид полимерной катанки с 2012 года начал производиться в России, интерес строителей к нему стал расти с каждым годом.

Применение стекловолоконных материалов для армирования монолитных бетонных конструкций особенно актуально в случаях возможного воздействия влаги, так как полимеры не подвержены коррозии.

Пластиковые стержни применяются в индивидуальных постройках, при строительстве крупных зданий и сооружений, прибрежных укреплений и автомобильных дорог. В частном строительстве из него делают арматурные каркасы для ленточных и плитных фундаментов, а также армирующую кладку из пеноблоков.

Материал, из которого изготовлена ​​пластиковая арматура, представляет собой полимерную смесь продольного стекловолокна повышенной прочности и термостойкой смолы. Стандартные диаметры изготавливаемых стержней от 4 до 32 мм.Максимальная рабочая температура 60˚C. Предел прочности на разрыв 150 МПа.

Подготовка материалов для сборки арматурного каркаса

Для повышения общей прочности бетонного монолита его армируют конструкцией из стекловолокна в виде плоской сетки или пространственного каркаса, который собирается из круглых стержней переменного или постоянного сечения. Отдельные элементы таких конструкций соединяются между собой при помощи вязальной проволоки, фиксирующих зажимов или специального пистолета.

Следовательно, чтобы связать арматурный каркас необходимо приобрести:

• пластиковая арматура проектных диаметров;
• вязальная проволока или длинные зажимы.

В отличие от традиционных металлических стержней, арматура из стекловолокна поставляется в виде бухты.

Поэтому перед тем, как приступить к сборке каркаса, его необходимо размотать и разрезать на куски необходимой длины. Резка производится ножовкой или другим инструментом, не допускающим нагрева материала.Отметить точки среза на поверхности несложно с помощью обычного маркера.

Проволока для вязания должна иметь круглое сечение и диаметр не менее 1 мм, чтобы обеспечить необходимую прочность соединения и не лопнуть при скручивании. Чтобы быстро получить отрезки проволоки необходимой длины для вязания, всю свернутую катушку необходимо разрезать болгаркой на 3 или 4 части.

Чтобы сделать вязальную проволоку более мягкой, ее можно обжечь в огне паяльной лампой или в огне.Необожженный провод хуже изгибается и не всегда обеспечивает плотное покрытие соединения. Кроме того, неподготовленный металл имеет более низкую пластичность и часто ломается в процессе эксплуатации.

Вязание фиксаторами.
Общая схема вязки.

Инструмент для армирования проволоки

Использовать плоскогубцы для вязания не очень удобно. Они не обеспечивают необходимой плотности покрытия компаундом и требуют больших усилий. Поэтому стальную проволоку на арматурных стержнях скручивают с помощью специальных крючков или вязального пистолета.В инструментальных магазинах продаются два вида крючков, предназначенных для вязания фурнитуры:

• простая рука, которую необходимо все время вращать во время работы;

Полуавтомат

• , с крючком, вращающимся при нажатии на ручку;
• пластиковые зажимы в виде колец и вертикальных стоек, надеваемых на арматуру.

Нельзя купить простой крючок, а сделать его самому (подробнее о том, как это сделать -), согнув его из толстой стальной проволоки и заточив острие. В этом случае вам будет что связать конструкцию прутьев, не покупая инструмента.

Метод использования вязального пистолета ускоряет и упрощает процесс, но этот довольно большой инструмент может не обеспечивать доступ к отдельным местам. К тому же такой инструмент приводит к перерасходу провода.

Пластиковые фиксаторы необходимы для того, чтобы зафиксировать собранный арматурный каркас в необходимом пространственном положении внутри опалубки перед подачей бетона.

Технология ручного вязания проволоки для армирования стекловолокном

Чтобы арматурный каркас или сетка приобрели необходимую пространственную форму и не изменили ее при заливке бетона, все отдельные элементы должны быть надежно соединены между собой.Чаще всего для этого используют вязальную проволоку. Вязание — это простой и быстрый способ подключения, не требующий высокой квалификации. К тому же арматуру из стекловолокна просто невозможно соединить сваркой, а потому такой вид крепления в данном случае наиболее приемлем.

Весь процесс вязания стеклопластиковой арматуры для фундамента можно разделить на следующие пошаговые этапы:

1. арматура, свернутая в пролет, разматывается и разрезается на части проектной длины;

На поперечные стержни нижнего армирующего слоя надеты пластиковые фиксаторы

2. ;
3. продольных стержней уложены на разнесенные поперечные элементы на заданном расстоянии друг от друга;
4. во всех точках пересечения арматуры соединения производятся скручиванием петель из сложенной вдвое вязальной проволоки;
5. после сборки нижнего ряда вяжутся вертикальные армирующие элементы до пересечений внешних ячеек;
6. к верхним концам или к середине вертикальных стоек в зависимости от расчетного количества рядов привязывают поперечные отрезки;
7. укладывается и вяжется следующий ряд продольной арматуры;
8. Собранный каркас переносится и устанавливается внутрь опалубки для ленточного фундамента.

Работу можно значительно упростить, совместив арматуру стекловолокном с металлом. Из стальных прутьев можно заранее подготовить прямоугольные рамки и тогда не нужно выполнять отдельную вязку вертикальных отрезков.

Нюансы вязания конструкций для заливки плитного фундамента

Армирование монолитных опорных оснований плитного типа выполняется в виде одного или двух рядов сеток в зависимости от проектного решения. Поэтому в этой конструкции арматурные стержни не считаются продольными и поперечными.Чтобы поднять сетку дна над слоем гидроизоляции на арматуре, через каждые пол-два метра надевают вертикальные стойки из пластика. Это позволяет установить арматурный каркас строго в горизонтальной плоскости на заданной высоте.

Важной особенностью сборки арматуры для плитного фундамента является то, что она производится на месте. Это необходимо в связи с большими размерами конструкции и невозможностью последующего перемещения. Поэтому во время вязания нужно быть предельно осторожным, чтобы не наступить на уложенные арматурные стержни и не повредить конструкцию.

В утепленной плите шведской и финской (подробнее об этом) необходимо предусмотреть пересечение стержней плиты с армирующим каркасом боковой опорной ленты. Для этого стержни нарезают длиннее, впускают их в вертикальные боковые арматурные обоймы и соединяют проволокой.

Нюансы вязания стеклопластиковых рам для ленточного фундамента

Особенностями сборки арматуры для ленточного фундамента является наличие боковых упоров, пересечений и углов.

В местах примыкания лент под внутренними стенами соединение перпендикулярного каркаса с наружным осуществляется с помощью гнутых П-образных элементов.
В углах арматуру загибают под прямым углом или завязывают подготовленные Г-образные элементы. Длина внахлест соединяемых стержней должна быть не менее 30 см и на этом участке делается не менее 2 петель.

Арматуру из стекловолокна следует гнуть очень осторожно, не подвергая термообработке.Эластичные свойства пластика затрудняют процедуру гибки. Поэтому для сборки уголков и стыков рекомендуется покупать сборные гнутые элементы.

Точки пересечения стеклопластиковой арматуры под ленточным фундаментом можно соединить прямыми отрезками или собрать одну из пересекающихся конструкций на месте установки.

Арматурные клетки можно собирать на открытом воздухе, вдали от вырытой траншеи. Правильный монтаж уже собранной конструкции предусматривает расстояние от стен опалубки и днища не менее 25 мм.

Наконец

Вязание стеклопластиковой арматуры для фундамента — это технологически простой процесс, не требующий особых профессиональных навыков. Его быстро выучит даже неподготовленный человек. Вам просто нужно немного попрактиковаться.

Небольшой вес материала значительно упрощает работу, а большая длина арматурного стержня в бухте позволяет резать стержни любой желаемой длины. Это уменьшает количество стыков, в отличие от стальных материалов.

Более подробно о том, как правильно связать арматуру из стекловолокна, вы можете посмотреть в следующих видео.

Похожие видео

Популярность вопроса о том, как наиболее правильно вязать для усиления фундамента и других конструкций из бетона, связана с тем, что этот материал все чаще используется как в капитальном, так и в частном строительстве. Многих из тех, кто собирается использовать этот инновационный материал, также интересует вопрос, насколько эффективно его использовать для усиления стен зданий, построенных из блочных строительных элементов.

История появления стеклопластиковой арматуры в строительстве

Арматура из стекловолокна

— не новинка на строительном рынке, ее разработали и начали производить еще в 60-х годах прошлого века. Однако его высокая стоимость на момент запуска производства способствовала тому, что его использовали для армирования только тех конструкций, в которых стальные арматурные элементы подвергались активной коррозии: бетонные конструкции, работающие в тяжелых климатических условиях, опоры мостов и т. Д.

Активное развитие химической промышленности привело к тому, что со временем стоимость производства стеклопластиковой арматуры значительно снизилась, что позволило нам начать ее более активно использовать. Широкому распространению этого материала способствовало еще и то, что в 2012 году был утвержден государственный стандарт (31938-2012), согласно которому определяются требования не только к производству, но и к методам испытаний стекловолоконной арматуры.

Согласно требованиям указанного нормативного документа может изготавливаться в диапазоне диаметров от 4 до 32 мм. Но наибольшее применение, особенно в малоэтажном строительстве, получили изделия диаметром 6, 8 и 10 мм. В отличие от аналогичных стальных изделий, стеклопластиковая арматура заказчику не поставляется в виде отдельных стержней, а наматывается в бухты.

В нормативном документе помимо технических характеристик стеклопластиковой арматуры указываются требования к состоянию ее наружной поверхности.Согласно этим требованиям не допускается наличие сколов, расслоений, вмятин и других дефектов на поверхности таких изделий.

Характеристики материала

Арматура из композиционных материалов, в зависимости от используемого для ее изготовления сплошного армирующего наполнителя, подразделяется на несколько категорий:

Стеклянный композит
• , который обозначается аббревиатурой ASK;

Углеродный композит

• , обозначенный как AUC;
• комбинированный или ACC;
• и ряд других категорий.

При выборе композитной арматуры для усиления фундамента или стен возводимых строительных конструкций следует учитывать ее основные характеристики:

• экстремальная температура, при которой этот якорь может эффективно эксплуатироваться;
• предел прочности изделия на разрыв, измеренный при растяжении; этот параметр рассчитывается как отношение приложенной силы к площади поперечного сечения арматурного стержня, для изделий категории АСК он должен быть не менее 800 МПа, а для арматуры АУК — не менее 1400 МПа;

Модуль упругости при растяжении

• ; для углепластиковой арматуры этот показатель превышает аналогичную характеристику изделий из стеклопластика более чем в 2 раза.5 раз;
• предел прочности изделия на разрыв, измеренный при сжатии; для всех видов композитной арматуры этот показатель должен быть не менее 300 МПа;
• предел прочности арматуры при растяжении, измеренный в поперечном сечении; для различных видов композитной арматуры этот показатель должен быть: для арматуры АСК — 150 МПа и более; для AUC — более 350 МПа.

Арматура из металла или композитных материалов?

Решая, какую арматуру использовать для укрепления фундамента или стен здания, следует сравнить характеристики традиционных изделий из металла и стекловолокна.По сравнению с металлом арматура из стекловолокна имеет следующие преимущества:

• исключительная устойчивость к коррозии: фундамент, для усиления которого используется композитная арматура, не боится взаимодействия с кислой, соленой и щелочной средами;
• , обладая низкой теплопроводностью, арматура из стекловолокна не создает мостиков холода, что является особенно актуальным качеством для эксплуатации построек в климатических условиях нашей страны;
• материалы, используемые для изготовления арматуры из стекловолокна, являются диэлектриками, поэтому основания и стены, для усиления которых она используется, имеют абсолютную прозрачность для радио- и электромагнитных волн;
• вес композитной арматуры значительно меньше массы изделий из металла;
  прочность арматуры из стекловолокна почти в 2–3 раза выше, чем у арматуры из металла;
• в связи с тем, что композитная арматура поставляется заказчику пролетами по 100-150 метров, при усилении фундамента с ее использованием можно минимизировать количество стыковых стыков, которые, как известно, являются наиболее слабыми местами в любом месте. бетонная конструкция;
• приобретение композитной арматуры более рентабельно за счет того, что вы можете купить ровно столько, сколько вам нужно для усиления фундамента или стен вашего сооружения, не ориентируясь на фиксированную длину стержней, как в случае с металлом. продукты;
• коэффициент теплового расширения композиционных материалов практически совпадает с таким же параметром бетона, поэтому в конструкциях, для армирования которых они используются, трещины практически не возникают.

Если сравнивать по стоимости, то стоимость использования изделий из металла и стеклопластика практически одинакова.

Самым существенным недостатком арматуры из стекловолокна является довольно низкая прочность на излом, что ограничивает ее использование для усиления высоконагруженных бетонных конструкций.

Особенности применения композитной арматуры

Арматура из композитных материалов в основном используется для усиления ленточных или плитных фундаментов в малоэтажном строительстве.Объясняется это тем, что данная арматура в связи с относительно недавним появлением на отечественном строительном рынке мало изучена и не проверена длительной практикой ее использования.

Прежде чем приступить к установке арматурного каркаса, необходимо подготовить опалубку для заливки будущего фундамента. Эта процедура выполняется по стандартной схеме, как и в случае использования металлической фурнитуры. Для усиления ленточных фундаментов небольших построек в основном используются композитные стержни диаметром 8 мм, что соответствует металлическим изделиям диаметром 12 мм.Из таких прутьев в первую очередь вяжутся сетки, из которых затем монтируется армирующий каркас.

При использовании стержней из композитных материалов важно знать, как связать арматуру из стекловолокна, чтобы из нее получился надежный каркас, который эффективно укрепит бетонную конструкцию. Элементами, которые позволят надежно и правильно связать такую ​​конструкцию, могут быть пластиковые зажимы или обычная вязальная проволока. Выбор того или иного варианта зависит только от личных предпочтений и наличия тех или иных устройств под рукой.

Как сделать надежный каркас для фундамента

Для того, чтобы правильно сделать основу под ленточный фундамент, для которого будет использовано армирование стекловолокном, можно посмотреть обучающее видео и воспользоваться простыми рекомендациями. Итак, алгоритм изготовления такой рамы следующий.

• Перед тем, как вам нужно составить чертеж вашего будущего каркаса и вырезать все элементы для его изготовления по точным размерам.
• Поперечные стержни нижнего слоя арматурного каркаса позиционируются с помощью специальных зажимов.Такие элементы могут быть установлены как до начала сборки арматурного каркаса, предварительно измерив размер его ячеек, так и после его готовности.
• Размер ячеек зависит в первую очередь от размера ленточного фундамента, который вы собираетесь укреплять. Этот размер может варьироваться в широких пределах: 15–30 см.
• Перед вязанием продольные стержни арматурного каркаса лучше уложить на землю и отметить их маркером в тех местах, где к ним будут крепиться поперечные элементы.Начиная вязать арматуру, следует следить за тем, чтобы элементы крепились друг к другу строго под прямым углом.
• Поперечные перемычки вязать с продольными элементами каркаса с их нижней стороны. Чтобы армирующий каркас и соответственно будущий фундамент получился надежным и устойчивым, в местах стыков следует вязать посильнее пластиковые хомуты или вязальную проволоку.
• Вначале делают горизонтальные слои армирующего каркаса, только потом их следует связать вместе вертикальными перемычками.Также необходимо крепление вертикальных перемычек с внутренней стороны ячеек каркаса, это позволит получить надежную и устойчивую конструкцию, которая не будет подвергаться коррозии при заливке бетона и отлично будет выполнять свои армирующие функции.
• Уголки — особое место в армирующей конструкции, и им нужно уделять особое внимание. Арматуру из стекловолокна не рекомендуется гнуть самостоятельно под воздействием нагрева, что может самым негативным образом сказаться на ее прочностных характеристиках.Поэтому угловые элементы арматурного каркаса лучше связать из уже гнутых прутьев, которые можно приобрести сегодня, или аккуратно согнуть без нагрева.
• После того, как армирующая конструкция будет полностью готова, ее нужно аккуратно уложить во внутреннюю часть уже подготовленной опалубки.

Схема усиления углов ленточного фундамента

Как связать арматуру из стекловолокна?

Нейлоновые стяжки или отожженная проволока диаметром 0.8-1,2 мм вручную, с помощью крючка или пистолета. Для соединения фурнитуры также можно использовать специальные пластиковые зажимы.

Какое армирование лучше металлическое или стекловолокно?

Арматура из стекловолокна превосходит металлическую при армировании конструкций, подверженных растягивающим усилиям, и уступает ей при преобладающих поперечных нагрузках.

Как гнуть (гнуть) арматуру из стекловолокна?

Невозможно гнуть арматуру с превышением минимально допустимого радиуса.Гнутые элементы могут быть изготовлены по чертежам на заводе. Формирование углов при армировании должно осуществляться вязкими отдельными прямыми стержнями или с использованием готовых элементов.

Как армировать стекловолокно?

Низкий бетонный слой армируется единой сеткой из соединенных стержней, уложенных на специальные пластмассовые зажимы необходимой высоты. Для объемных конструкций перемычки образуют каркас из нескольких решеток, установленных на ребре или расположенных одна над другой.

Замена стальной арматуры на стекловолокно

Зависит от прочности на разрыв для конкретной марки композитной арматуры. Стержни из стекловолокна с предельным значением 1200 МПа могут быть заменены стальными (класс A-III), диаметром на треть больше:

Как размотать арматуру из стекловолокна?

Необходимо надежно закрепить один из концов стержня и, удерживая бухту в вертикальном положении, свернуть свернутый сегмент по прямой на ровной поверхности.

Как делают фурнитуру из стекловолокна?

Пропитывают отдельные пучки ровницы термореактивными связующими и образуют из них цилиндрический стержень. Затем они оборачивают его другим скрученным пучком и протягивают через туннельную печь, в которой полимеризуется.

Как подключить арматуру из стекловолокна?

Арматура из стекловолокна

позволяет формировать каркас из сплошных стержней без компонентов. Пересекающиеся стержни соединяются между собой пластиковыми стяжками, отожженной вязальной проволокой или специальными зажимами.Если без компонентов не обойтись, они накладываются друг на друга, перекрывая примерно 100 диаметров используемой арматуры.

Как сделать теплицу из стеклопластика?

Высота теплицы должна позволять ей стоять в полный рост. Из арматуры стекловолокном практичнее делать арочные или стеновые полуарочные конструкции. Для капитальных теплиц устраивают армированный композитом ленточный фундамент, в котором перед заливкой бетона закрепляют концы арок из арматуры.Для сборно-разборных конструкций используются отрезки пластиковых или стальных труб в виде закладных деталей. Крепление к стене осуществляется при помощи деревянной балки с отверстиями для концов дуг.

Как сделать теплицу из стеклопластика?

Высота теплицы обычно колеблется от 0,5 до 1,5 метра. Концы дуг можно воткнуть прямо в землю. Для их крепления практичнее всего из деревянного бруса сделать прямоугольный каркас необходимого размера со сквозными отверстиями.

Как установить арматуру из стекловолокна?

Стержни необходимой длины отрезаются, места крепления отмечаются маркером, раскладываются на ровной поверхности и соединяются перемычками с сеткой при помощи хомутов или проволоки. Для объемных каркасов готовые сетки соединяются между собой.

Стекловолокно Arc

Радиус изгиба дуги должен быть не меньше произведения номинального диаметра стержня на отношение модуля упругости к пределу прочности.Например, для фитингов АСК-10-1200 / 55 его минимальное значение составляет 458 мм.

Сетка из стекловолокна

Арматурное изделие из одного слоя взаимно перпендикулярных арматурных стержней, соединенных между собой на заводе. Поставляется в листах или рулонах и позволяет значительно ускорить выполнение строительных работ.

Арка для теплиц, армированная стекловолокном

Можно сделать небольшую арочную теплицу из стеклопластиковой арматуры диаметром 6-8 мм.Высокий модуль упругости позволит легко изгибать стержни дуги конструкции шириной всего один метр. С учетом углубления в земле для такой конструкции потребуется 4 м длины арматуры.

Сваи из стекловолокна

В подготовленный колодец опускается пространственный каркас из стеклопластиковой арматуры. После его монтажа бетон подается слоями.

Стекловолокно Армопояс

Композитные материалы могут применяться практически во всех типах армирующих лент, кроме ростверка: цокольного, межэтажного и мауэрлата.

Дом из стекловолокна

Стеклокомпозитные материалы используются в малоэтажных домах для усиления фундаментов и ламинированной кирпичной кладки, а также в монолитном строительстве.

Изделия из стекловолокна

Представляют собой стержни мерной длины или отрезки в бухтах диаметром от 4 до 32 мм. Они могут быть предложены в виде листов или рулонов готовых арматурных сеток из соединенных между собой взаимно перпендикулярных стержней.

Купол из стекловолокна

Арочная конструкция для теплиц, теплиц, беседок или небольших ангаров.Самая простая конструкция напоминает полушар, у которого концы дуг (например, меридианов) сходятся на четырех полюсах, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Устойчивость купола повышается с увеличением числа опор, а в его основании лежит арматурное кольцо, закрепленное на колоннах фундамента.

Арматурный забор из стекловолокна

В обычном понимании арматуры забора металлокомпозитные материалы не заменят. Стеклопластиковые стержни и сетку здесь можно использовать для усиления фундамента, кирпичной кладки или при изготовлении плит забора.

Арматурная кладочная сетка из стекловолокна

Готовое изделие изготовлено из взаимно перпендикулярных тонких композитных стержней. Предназначен для армирования слоистой кладки, бетонных конструкций небольшой толщины, а также для выполнения широкого спектра отделочных работ.

Гибкие соединения из стекловолокна

Благодаря чрезвычайно низкой теплопроводности и высокой коррозионной стойкости арматура из стекловолокна небольшого диаметра является отличным материалом для изготовления гибких соединений.Их можно использовать при кладке стен для соединения с внешним слоем облицовки.

Элементы, армированные стекловолокном

Предназначен для формирования уголков, жестких окончаний и кольцевых частей каркаса при армировании. Они изготавливаются на заводе в виде G-, P- и C-образных элементов разных размеров.

Арматурный каркас из стекловолокна

В зависимости от назначения каркаса арматурные сетки, расположенные горизонтально, используются с перемычками для монолитных плит или устанавливаются на кромку для ленточных фундаментов.При формировании каркаса для армирующего пояса целесообразно использовать готовые гнутые С-образные элементы, внутри которых закреплены стержни. Для выполнения угловых соединений используются стандартные Г-образные детали.

DIY Стекловолоконная беседка

Наиболее практичной является арочная конструкция, состоящая из нескольких дуг, концы которых залиты в бетонный фундамент. Его легко накрыть листом поликарбоната. Из арматуры сложнее сделать беседку купольного типа, особенно это касается кровли.

Каркас теплицы, армированный стекловолокном

Самая простая и устойчивая конструкция теплицы — конструкция арочного типа. Горизонтальные стяжки и внутренние перемычки удобно скреплять пластиковыми тройниками от оросительной системы, надеваемыми непосредственно на дуговые стержни. Из стеклопластиковой арматуры внутри теплицы также можно сделать решетки для подвязки растений.

Вес арматуры из стекловолокна

Определяется диаметром стержня и длиной сегмента.Относительная плотность стекловолокна составляет около 1,9 тонны на кубический метр. Диаметр круглого стержня одинакового размера по объему (для арматуры АКП-10) составляет примерно 9 мм, что составляет 1,2 грамма на миллиметр его длины.

Весовая катушка для усиления из стекловолокна

Фитинги из стекловолокна Вес погонного метра

Представляет собой бетонную заливку в виде сплошной полосы прямоугольного сечения, повторяющей в плане форму несущих стен дома.

Получается прочная и надежная опора, выдерживающая значительные нагрузки.

По степени денежных и трудовых затрат ленточные основы — лучший вариант для получения максимального эффекта с минимумом вложений.

Эти преимущества по праву вывели ленточный фундамент на лидирующие позиции.

На основе обычной ленточной основы разработано несколько дополнительных типов, расширяющих возможности и объем конструкции.

Бетон — это особый материал, который легко выдерживает очень высокие сжимающие нагрузки, но имеет низкое сопротивление растягивающим нагрузкам.Если к бетонной ленте приложить изгибающую силу, то одна поверхность будет находиться под давлением, а противоположная поверхность — под натяжением.

В результате лента потрескается и порвется. Избежать этого поможет каркас из арматуры, прочный брус из металла или композитных материалов, поверхность которого покрыта небольшой гофрой для улучшения сцепления с бетоном.

Арматура представляет собой пространственную решетку из стержней, расположенных внутри ленты на небольшом расстоянии от внешних краев (обычно 5-10 см, в зависимости от размера), воспринимающих растягивающие нагрузки.

Без него даже относительно небольшое усилие изгиба порвет ленту, что пагубно скажется на состоянии стен дома. Без арматурного каркаса основания не производятся.

Что входит в стыковку

Основную работу выполняет продольная арматура. Чтобы удерживать их в нужном положении до момента заливки бетона, используются вертикально расположенные стержни с гладкой поверхностью и меньшего диаметра (зажимы).

Для сборки каркаса используется метод вязания, соединение стержней на проволочные скрутки.Альтернативой является сварной способ подключения, но он более дорогой, требует подключения к линии электропередачи.

Кроме того, сварные соединения не выдерживают перепадов нагрузок, которые возможны при затвердевании, и способны ломаться, в то время как скрутки проволоки имеют небольшую степень свободы, компенсируя движение материала.

Стыки сваркой обязательны только для прутков диаметром более 25 мм, не применяемых в частном домостроении.

Требования к армированию

Требования и условия выполнения работ подробно описаны в СНиП 52-01-2003.

Список условий и требований достаточно широк, но к основным из них относятся:

• Форма и размер ленты должны обеспечивать стандартное геометрическое размещение стержней с заданным шагом.
• Слишком глубокое или неглубокое погружение стержней в тело ленты не допускается. Предельные размеры и поля допусков подробно описаны в таблицах СНиП.
• Используйте только подходящие стержни, параметры которых соответствуют расчетным показателям.
• В местах пересечения стержней, расположенных по углам или примыкающих к решетке каркаса, необходимо предусмотреть прочные стыки. «Плавающие» стержни не допускаются.
• Расстояние между стержнями должно соответствовать нормативным требованиям и обеспечивать свободное течение бетонной массы при. Слишком близкое расположение стержней может привести к образованию пузырьков воздуха, что снизит несущую способность ленты.

Расположение арматурных стержней необходимо тщательно проверять на соответствие требованиям СНиП. Существуют армированные методы армирования с использованием предварительно напряженных стержней или канатных систем, но они реализуются только с помощью специального оборудования и не используются в частном домостроении из-за своей избыточности.

Выбрать арматуру

Наиболее распространенные размеры бетонных полос, используемых в малоэтажном частном домостроении, составляют 30-40 см в высоту и 50-70 см в высоту.Оптимальный вариант — использовать продольные стержни диаметром 12-14 мм, а для прижимов использовать гладкую планку диаметром 8 мм.

Такие результаты получаются при расчете фундамента, они многократно проверены на практике и гарантированно выполняют свои функции.

Существует также композитная арматура (стекловолокно), которая имеет некоторое преимущество перед традиционными металлическими стержнями:

• Легкий вес.
• Полная коррозионная стойкость.
• Высокая несущая способность.
• Низкая цена.

К недостаткам можно отнести только невозможность изгиба, что в некоторых случаях требует дополнительных стыков, что снижает прочность каркаса и вообще не лучший вариант для бетонной ленты. Тем не менее, для оснований простой формы выбор композитной арматуры вполне оправдан и рационален.

ПРИМЕЧАНИЕ!

На рынке много некачественных стержней, изготовленных с нарушениями технологии. В частности, часто встречается отслоение спирального оребрения.При покупке нужно обратить внимание на производителя и проверить сертификаты.

Выбрать материал для вязания

Оптимальный вариант — это отожженная стальная оцинкованная проволока, обеспечивающая прочное и надежное соединение. Практически не растягивается, устойчив к коррозии и не слишком твердый, что немаловажно при длительной работе с большим количеством стыков.

Принципиальных ограничений по толщине проволоки нет, они обычно подходят по принципу простоты использования .Для арматурных стержней диаметром 12 мм принято использовать проволоку толщиной 1,2 мм, для более толстых стержней толщина проволоки увеличивается.

Главный критерий выбора — жесткость материала, от которой зависят рабочие качества и удобство использования. Чрезмерно твердый материал вызывает быстрое утомление, что снижает производительность.

Обычно проволока продается бухтами, но есть и заготовки — отрезки проволоки с кольцами на концах, облегчающие работу.

Также есть пластиковые хомуты, которые значительно ускоряют процесс соединения каркаса.Специалисты не любят с ними работать, так как они не обладают достаточной прочностью и способны лопнуть под нагрузкой, что часто обнаруживается уже в процессе заливки.

Инструменты

Для ручного вязания используется специальный крючок. Его можно приобрести в строительном магазине или изготовить самостоятельно. Это кусок проволоки с загнутым и слегка заостренным концом, который вставляется в проволочную петлю и вращается, затягивая соединение.

Существуют механические устройства, в которых крючок вращается от ручного привода, работающего от возвратно-поступательного движения ручки.

Для больших объемов работ используются специальные вязальные пистолеты . Крюк вращается с помощью электродвигателя, установленного в устройстве. Батареи обеспечивают питание, прямое сетевое питание неудобно и используется только в определенных случаях.

Часто вязальные пистолеты заменяют обычными отвертками, зажимающими крючок в патроне устройства.

Узоры для вязания

Схемы для вязания — это практичные техники скручивания проволочной петли.Существует несколько схем, немного отличающихся друг от друга и являющихся вариантами установки крючка относительно проволоки.

Та или иная схема никоим образом не влияет на результат, являясь, по сути, наиболее удобным способом для данной моторики человека выполнить простую операцию. Если петля закручена не по часовой стрелке, а наоборот, это не может изменить качество связи, поэтому нет смысла рассматривать возможные варианты.

Как установить

Процесс вязания арматуры состоит из следующих элементов:

• От бухты вязальной проволоки отделяется отрезок длиной 25-30 см.
• Отрезок согнут пополам.
• Получившаяся полупетля наматывается под перекрестья арматурных стержней и по диагонали обвивается вокруг нее.
• Крючок входит в петлю, свободный конец удерживается рукой.
• Свободный конец перекрывается вращающимся крючком. В результате проволочная петля скручивается и прочно соединяет стержни. Обычно хватает 3-4 оборотов.

При продольном соединении стержней выполняются аналогичные действия, только охват петли не диагональный, а поперечный. Рекомендуется устанавливать не менее 2 скручиваний на каждое продольное соединение.

Арматура из стекловолокна

Для вязания стержней из стекловолокна можно использовать как вязальную проволоку, так и пластиковые зажимы. Вес арматуры значительно ниже, чем при использовании металлических прутьев, поэтому пластиковые хомуты выдерживают нагрузки и рекомендуются неподготовленным строителям, не имеющим опыта вязания каркасов.

Все техники вязания металлических стержней используются также при изготовлении рам из стекловолокна.Принципиальных отличий нет.

Композитные разновидности арматурных стержней используются сравнительно недавно, поэтому они мало изучены. Специальных способов соединения каркасов пока не разработано; на практике используются стандартные технологические приемы.

Композитная арматура

Прежде всего, необходимо уточнить, что арматура из стекловолокна тоже относится к композитному типу, являясь одной из разновидностей. Кроме того, есть углеродное волокно и базальтопластовая арматура с аналогичными качествами.

Их отличие состоит в том, что они всегда окрашены в темный (черный) цвет, а стержни из стеклопластика имеют светло-желтоватый цвет. К этим видам применимы все техники и способы вязания традиционных металлических каркасов.

Единственное отличие всех разновидностей композитов — невозможность сварных соединений. Кроме того, существует возможность более широкого использования пластиковых хомутов вместо проводных соединений, что связано с малым весом материала.

Как установить на углы фундамента

Углы арматурного каркаса — ответственные узлы, несущие дополнительные нагрузки в поперечных плоскостях.

Для в качестве армирующих элементов используются:

• Сетка арматурная.
• Отдельные арматурные стержни (анкеры), изогнутые под прямым углом.

На практике чаще используются анкеры, которые можно сделать прямо на площадке из той же арматуры, которая используется для прямых участков. Обычные методы вязания используются для соединения анкеров с соседними частями каркаса.

G-образные и U-образные зажимы, специальные муфты или привариваемые угловые элементы. В частном домостроении наиболее распространены обычные угловые анкеры, доступные и позволяющие использовать ту же технику вязания.

В качестве альтернативы вместо дополнительных элементов изгибаются прямые арматурные стержни, если их длина позволяет это использовать. Это исключает дополнительное соединение, что увеличивает прочность углового узла и увеличивает надежность каркаса в целом.

Полезное видео

Из этого видео вы научитесь вязать арматуру:

Заключение

От качества соединения арматурных стержней зависит устойчивость каркаса к напряжениям, возникающим как при затвердевании бетона, так и в последующий период эксплуатации.

Поскольку долговечность и безопасность всего здания напрямую зависит от прочности и надежности фундамента, необходимо с максимальной внимательностью и аккуратностью отнестись ко всем элементам конструкции из ленты.

Привязка рамы должна выполняться с соблюдением всех требований СНиП, чтобы обеспечить достаточную жесткость и устойчивость к возможным нагрузкам. Это позволит изготовить качественный фундамент, гарантирующий надежную опору конструкции.

В контакте с

Технологический прогресс неумолимо вторгается во все сферы современной жизни. Он не мог обойти вниманием зону строительных материалов. Ежегодно рынок пополняется новыми разработками, облегчающими и упрощающими процесс строительства.Благодаря новым технологиям сегодня стало возможным закладывать фундамент из стеклопластиковой арматуры как основу для малоэтажной застройки. Этот вид строительного каркаса, появившийся на рынке не так давно, уже успел существенно вытеснить привычные и популярные изделия из чугуна и стали. Каковы основные преимущества стеклопластика? Какова сфера его применения?

Сравнительная характеристика материалов

В названии материала содержится его основная характеристика.Он изготовлен из пластиковых или стеклянных нитей, прочно спаянных в однородные стержни с гладкой или гофрированной структурой поверхности и круглым поперечным сечением. Гофрированная конструкция способствует лучшему сцеплению с бетоном и получается в результате переплетения гладких стержней со стекловолокном.

Изделия с гофрированной поверхностью несут основную нагрузку возводимой конструкции, а гладкие служат для соединения отдельных частей каркаса.В отличие от обычных металлических изделий, материалы нового поколения обладают рядом особенностей, благодаря которым арматура из стекловолокна для ленточного фундамента прочно удерживает пальму первенства на рынке строительных материалов.

Основные различия между стекловолокном и металлом включают:

Определение расхода материала

На расчет арматуры из стекловолокна для фундамента здания в первую очередь влияют тип конструкции и ее размеры.Для малоэтажных домов рекомендуется использовать ребристую арматуру диаметром не более десяти миллиметров. При расчетах необходимо учитывать, что основа ленточного фундамента — двухъярусный каркас, а шаг ячеек не должен превышать пятидесяти сантиметров. Его размеры влияют на общее количество стыков в конструкции. Расход материала зависит также от наличия в здании несущих капитальных стен, так как каждая из них требует заливки основания с двухъярусным каркасом.

В тех случаях, когда планируется заливка фундамента своими руками, без привлечения профессионалов, очень важно произвести правильный расчет количества строительного материала. Его можно произвести по приведенному ниже алгоритму.

Расчет размера продольной рамы

1. В первую очередь необходимо определить периметр сооружения исходя из его габаритов, затем прибавить к полученному значению общий размер капитальных стен, предусмотренных проектом.Если мы возьмем в качестве примера здание длиной четыре метра и шириной пять метров и имеющее одну несущую стену длиной четыре метра, результат расчета будет следующим: 4 * 2 + 5 * 2 + 4 = 22 метра.
2. Учитывая необходимость использования двухуровневого каркаса, состоящего из четырех параллельных стержней, то есть по два в каждом ярусе, необходимо увеличить итоговую общую длину арматуры в четыре раза. Результат будет такой: 22 * ​​4 = 88 метров.
3. Поскольку стекловолокно не поддается сварке, а части каркаса перекрываются, необходимо предусмотреть по одному дополнительному метру для каждого угла здания.Для этого нужно количество наружных и капитальных стен постройки умножить на единицу, а затем на количество стержней, то есть четыре. В принятом примере расчет будет выглядеть так: (4 + 1) * 1 * 4 = 20 метров.
4. Сумма общей длины стен и дополнительных объемов для стыковки даст искомую величину: 88 + 20 = 108 метров.

Однако на этом расчеты не заканчиваются. Далее необходимо рассчитать количество строительного материала, необходимого для соединения жил каркаса в единую конструкцию.Для этих целей вполне подойдут гладкие стержни диаметром сечения около 8 миллиметров. Они значительно дешевле ребристых и отлично справляются с соединительными функциями.

Расчет размеров поперечных швов

1. Поскольку технология заливки фундамента требует, чтобы шаг между соединительными кольцами не превышал полуметра, необходимо определить количество необходимых ячеек. Для этого нужно общий размер основы разделить на пятьдесят сантиметров.В этом примере результат будет таким: 88: 0,5 = 44 ячейки. Это значит, что потребуется установить 44 соединительных кольца.
2. Чтобы рассчитать расход стройматериала на одну обвязку, нужно определить ее периметр исходя из стандартных параметров 50 на 25 сантиметров. Периметр будет: 0,5 * 2 + 0,25 * 2 = 1,5 метра.
3. Количество материала, необходимого для соединительных колец, можно рассчитать, умножив периметр на количество колец.Искомое значение будет таким: 1,5 * 44 = 66 метров.
4. Учитывая, что при монтажных работах в результате резки часто возникают различные отходы, разумно добавить к необходимому количеству определенный процент от резерва, от пяти до десяти единиц. В результате получается желаемое значение порядка семидесяти метров.

Расчет количества креплений

В последнюю очередь необходимо определить количество пластиковых креплений для стыковки поперечных колец и продольных стержней арматуры.Для этого количество соединительных колец нужно умножить на количество точек стыковки. Получается: 44 * 4 = 176 креплений.

Итого, для усиления ленточного фундамента стекловолокном здания из примера, принятого выше, потребуется покупка:

• 108 метров гофрированной арматуры диаметром 10 миллиметров;
• 70 метров гладкой арматуры диаметром 8 миллиметров;
• 176 пластиковые крепления для стыковки каркаса.

Несмотря на некоторую кажущуюся громоздкость приведенных выше вычислений, любой непрофессионал вполне способен проделать это самостоятельно.

Порядок установки фундамента

Несмотря на различия в характеристиках и особенностях использования стали и стеклопластика, инструкция по установке фундамента остается идентичной. Этапы работы носят общий характер и не меняются в зависимости от типа используемого материала.

1. Прежде всего, необходимо построить деревянную опалубку, соответствующую проектным размерам здания.
2. После подготовки фундамента под будущий фундамент необходимо собрать каркас из стеклопластиковой арматуры. Для этого стержни необходимо надежно соединить между собой с помощью проволочных или пластиковых зажимов, соблюдая необходимый шаг ячеек. Учитывая, что, в отличие от стальных изделий, стеклопластиковая арматура не может быть статически закреплена сваркой, особое внимание следует уделить связке стержней, подверженность фундамента смещению зависит от прочности каркаса.Поскольку стеклопластиковые стержни практически не гнутся, на стыках стен будущего здания можно использовать специальные уголки из того же полимера.
3. После завершения сборки каркаса опалубка заливается бетоном. Подсчитать объем раствора довольно просто. Периметр основания нужно умножить на его высоту и ширину. После заливки дальнейшие работы возможны только после окончательного затвердевания бетона, которое произойдет не ранее, чем через две-три недели.

Использование в строительстве изделий из материалов нового поколения, которые смело можно отнести к стекловолокну, благодаря их легкости, прочности, надежности и долговечности, позволяет значительно снизить стоимость работ при одновременном повышении их качества.

Материалы и процессы: форматы волокна для композитов

Волокна, используемые для армирования композитов, поставляются напрямую производителями волокна и косвенно — переработчиками в различных формах, которые различаются в зависимости от области применения.

Ровинг и буксир. Ровинг — самый простой и распространенный вид стекловолокна. Его можно нарезать, соткать или иным образом обработать для создания вторичных форм волокон для производства композитов, таких как циновки, тканые материалы, тесьма, трикотажные ткани и гибридные ткани. Ровинги поставляются весовыми с указанным диаметром нити накала. Термин выход обычно используется для обозначения количества ярдов в каждом фунте ровинга из стекловолокна. Точно так же жгут является основной формой углеродного волокна.Типичный размер жгутов аэрокосмического класса составляет от 1K до 24K (K = 1000, поэтому 12K означает, что жгут содержит 12000 углеродных волокон). Углеродные волокна 12K на основе PAN и пека доступны с умеренным (33-35 Msi), промежуточным (40-50 Msi), высоким (50-70 Msi) и сверхвысоким (70-140 Msi) модулем упругости. (Модуль — это математическое значение, которое описывает жесткость материала путем измерения его прогиба или изменения длины под нагрузкой.) Новые тяжелые жгутовые углеродные волокна, иногда называемые волокнами товарного сорта , с количеством нитей 48–320 тыс. доступны по более низкой цене, чем волокна аэрокосмического класса.Обычно они имеют модуль упругости 33–35 Msi и предел прочности на разрыв 550 ksi и используются, когда требуется быстрое наращивание деталей, чаще всего на рынках отдыха, промышленности, строительства и автомобилестроения. Тяжелые жгутовые волокна обладают свойствами, приближающимися к свойствам волокон аэрокосмического класса, но их можно производить с меньшими затратами из-за различий в исходных материалах и технологиях. (Высокая стоимость углеродного волокна и исторически значимые колебания его предложения и спроса вызывают неизменно высокий интерес в индустрии композитов к состоянию мирового рынка углеродного волокна, о чем говорилось в статье «Спрос и предложение: современные волокна.»)

Потенциально значительным недавним изменением является жгут из углеродного волокна, который содержит выровненных прерывистых волокон . Эти жгуты создаются в специальных процессах, которые либо натягивают углеродный жгут с разной скоростью, что приводит к случайному разрыву отдельных нитей, либо иным образом режут или разделяют отдельные углеродные нити, так что начало и конец нити расположены в шахматном порядке, а их относительная длина примерно одинакова. так, чтобы они оставались выровненными, а пакля сохраняла целостность.Разрывы позволяют волокнам с большей независимостью смещать положение относительно соседних волокон, что делает жгут более пластичным и дает ему возможность растягиваться под нагрузкой с более высокими прочностными характеристиками, чем рубленые, беспорядочные волокна. Формы волокна, изготовленные из выровненных прерывистых жгутов (см. «Маты» ниже), более драпируемые ; то есть они более податливы и, следовательно, легче приспосабливаются к изогнутым поверхностям инструмента, чем формы волокон, сделанные из стандартной жгута (см. «Выровненные прерывистые волокна достигают зрелости.»).

Маты — это нетканые материалы, изготовленные из волокон, скрепленных химическим связующим. Они бывают двух видов: рубленая и непрерывная. Рубленые маты содержат случайно распределенные волокна, нарезанные на длину, обычно от 38 мм до 63,5 мм. Мат из непрерывных волокон состоит из завитков из непрерывных волокон. Поскольку их волокна ориентированы беспорядочно, маты изотропны — они обладают одинаковой прочностью во всех направлениях. Маты из рубленых прядей обеспечивают недорогое армирование, в первую очередь, при ручной укладке, непрерывном ламинировании и некоторых применениях закрытого формования. По своей природе более прочный мат из непрерывных прядей используется в основном при компрессионном формовании, формовании с переносом смолы и пултрузии, а также при производстве преформ и штампованных термопластов. Некоторые маты с непрерывной прядью, используемые для пултрузии, и маты с иглой, используемые для формования листов, устраняют необходимость хранения шпулярников и измельчения.

Ткани изготавливаются на ткацких станках разного веса, переплетения и ширины.Тканые материалы являются двунаправленными, обеспечивая хорошую прочность в направлениях осевой ориентации пряжи или ровницы (0º / 90º), и они способствуют быстрому изготовлению композитов. Однако прочность на разрыв тканых материалов в некоторой степени снижается, потому что волокна изгибаются, когда они проходят над и под друг друга в процессе ткачества. Под действием растягивающей нагрузки эти волокна имеют тенденцию выпрямляться, вызывая напряжение в матричной системе.

Для двунаправленных тканей используется несколько различных типов плетения.В полотняном переплетении каждая пряжа наполнителя (т.е. пряжа, ориентированная под прямым углом к ​​длине ткани) попеременно пересекает и под каждой основной пряжей (продольной пряжей). Другие переплетения, такие как жгут , сатин и корзина плетение, позволяют пряже или ровнице пересекать и под множеством волокон основы (например, больше двух, меньше двух). Такое переплетение, как правило, более драпируемое, чем полотняное переплетение.

Тканый ровинг относительно толстый и используется для тяжелого армирования, особенно при ручной укладке и применении инструментов.Тканый ровинг из-за относительно грубого переплетения быстро смачивается и стоит относительно недорого. Однако можно производить исключительно тонкие ткани из стекловолокна для таких применений, как усиленные печатные платы.

Гибридные ткани могут быть изготовлены из различных типов волокон, составов прядей и типов тканей. Например, высокопрочные пряди из S-стекла или волокна малого диаметра могут использоваться в направлении основы, в то время как менее дорогие пряди составляют наполнитель.Гибрид также можно создать, сшив вместе тканый материал и нетканый мат.

Мультиаксиальные ткани представляют собой нетканые материалы, изготовленные из однонаправленных волоконных слоев, уложенных друг на друга в разной ориентации и скрепленных сшиванием по всей толщине, вязанием или химическим связующим. Долю пряжи в любом направлении можно выбирать по желанию. В многоосных тканях исключается изгиб волокон, связанный с ткаными тканями, потому что волокна лежат друг на друге, а не пересекаются и снижаются.Это позволяет лучше использовать внутреннюю прочность волокон и создает более гибкую ткань, чем тканая ткань аналогичного веса. Доступны сверхтяжелые нетканые материалы (до 200 унций / ярд²), которые могут значительно уменьшить количество слоев, необходимых для укладки, делая производство более рентабельным, особенно для крупных промышленных сооружений. Высокий интерес к многослойной арматуре без обжима стимулировал значительный рост этой категории арматуры.

Новый стиль многоосного армирования, разработанный Dr.Стивен Цай из Стэнфордского университета вместе с Chomarat (Ле Шейлард, Франция и Андерсон, Южная Каролина, США) был представлен в 2011 году, который ориентирует волокна под очень малыми углами, такими как 0 ° / 20 °, что может заменить квазиизотропные ориентации волокон для лучшая производительность и меньший вес. Одним из результатов является продукт под названием C-PLY, который недавно использовался компанией VX Aerospace (Моргантон, Северная Каролина, США) на своем четвертомасштабном БПЛА VX-1 KittyHawk . Он имеет крылья, плавно переходящие в аэродинамический фюзеляж, и является первым самолетом, использующим анизотропные ламинаты Цая, а его полномасштабная версия предназначена для использования в качестве беспилотных гражданских или военных (см. Изображение и изображение слева).Подробнее о БПЛА KittyHawk и о том, как его создатели использовали эту новую форму волокна, читайте в статье «VX Aerospace: Маленькая компания, большая производительность».

Плетеные ткани ткутся непрерывно с наклоном и имеют по крайней мере одну осевую пряжу, которая не гофрируется в процессе ткачества. Сила тесьмы достигается за счет переплетения трех или более пряжи без скручивания любых двух пряжей друг вокруг друга. Эта уникальная архитектура обычно обеспечивает большую прочность по сравнению с тканью.Он также имеет естественную формуемость, что делает оплетку особенно подходящей для производства рукавов и преформ (см. «Преформы» ниже), поскольку она легко принимает форму армируемой детали, тем самым устраняя необходимость в разрезании, сшивании или манипуляциях с ней. размещение волокна. Косы также доступны в виде плоской ткани. Они могут быть изготовлены с трехосной архитектурой, с волокнами, ориентированными под углом 0 °, + 60 °, -60 ° в одном слое. Эта квазиизотропная архитектура в одном слое плетеной ткани может устранить проблемы, связанные с наложением нескольких слоев ткани 0˚, + 45˚, -45˚ и 90˚.Кроме того, склонность к расслоению (разделению волоконных слоев) резко снижается при использовании квазиизотропной плетеной ткани. Его архитектура 0 °, + 60 °, -60 ° придает ткани одинаковые механические свойства во всех направлениях, поэтому возможность несоответствия жесткости между слоями исключается.

Как в рукаве, так и в плоской ткани волокна сплошные и механически переплетены. Поскольку все волокна в конструкции участвуют в событии нагрузки, нагрузка равномерно распределяется по всей конструкции.Таким образом, тесьма может поглотить много энергии, если она разорвется. Ударопрочность, устойчивость к повреждениям и усталостные характеристики оплетки привлекают производителей композитов в самых разных областях, от хоккейных клюшек до корпусов вентиляторов реактивных двигателей.

Заготовки представляют собой армирующие формы почти чистой формы, предназначенные для использования в производстве конкретных деталей путем наложения и формирования слоев из рубленого, однонаправленного, тканого, сшитого и / или плетеного волокна в заданную трехмерную форму.Сложные формы деталей могут быть максимально приближены путем тщательного выбора и интеграции любого количества армирующих слоев различной формы и ориентации. Из-за их потенциала для высокой эффективности и скорости обработки был разработан ряд технологий предварительного формования с помощью специальных связующих, методов нагрева и уплотнения, а также использования автоматизированных методов распыления, ориентации и уплотнения рубленых волокон.

Недавним и необычно творческим примером , автоматизирующего производство преформ , является технология размещения заплаты волокна (FPP) от Cevotec (Гархинг, Германия), автоматизированный способ размещения «участков» преформы из углеродного волокна в менее дорогостоящее армированное стекловолокном кайтборды, созданные North Kiteboarding (Оберхахинг, Германия), как средство удовлетворения сугубо индивидуальных предпочтений с точки зрения «производительности доски» со стороны энтузиастов кайтбординга без радикального повышения цен на кайтборды (см. иллюстрацию / фото и подпись слева).Чтобы узнать больше об этом, нажмите «Преформы Fiber patch помогают оптимизировать характеристики кайтборда».

Препреги представляют собой пропитанные смолой волокна, изготовленные путем пропитки волокон контролируемым количеством смолы (термореактивной или термопластичной) с использованием технологий растворителя, горячего плавления или порошковой пропитки. Препреги можно хранить на «В-стадии», то есть в частично отвержденном состоянии, до тех пор, пока они не потребуются для изготовления. Лента или ткань препрега используются при ручной укладке, автоматической укладке ленты, укладке волокон и в некоторых операциях намотки волокон (см. Соответствующие заголовки в сегменте «Методы изготовления» справочника CW Sourcebook ). Однонаправленная лента (все волокна параллельны) является наиболее распространенной формой препрега. Препреги, изготовленные из тканых волокон и других плоских изделий, предлагают армирование в двух или более измерениях и обычно продаются полными рулонами, хотя некоторые поставщики доступны в небольших количествах. Изготовленные путем пропитки волокнистых преформ и оплеток обеспечивают трехмерное армирование.

Препреги

обеспечивают однородное сочетание волокна и смолы и обеспечивают полное смачивание. Они также устраняют необходимость взвешивания и смешивания смолы и катализатора для мокрой укладки.Для большинства термореактивных препрегов драпировка и липкость «обрабатываются» для облегчения обращения, но они должны храниться при температуре ниже комнатной и иметь ограничения по времени хранения; то есть их необходимо использовать в течение определенного периода времени после извлечения из хранилища, чтобы избежать реакции преждевременного отверждения. Термопластичные препреги не нуждаются в охлаждении и не подлежат ограничениям по сроку службы, но без специального состава они не имеют липкости или драпировки, как у термореактивных препрегов, и, следовательно, их труднее формовать.

Бесспорно, что препреги позволяют производить готовые детали с наименьшей массой, высочайшими механическими свойствами и низким содержанием пустот.Однако они также были исторически самыми дорогими, отчасти потому, что они исторически производились специалистами — производство препрега было промежуточным, дискретным этапом в цепочке поставок композитов. Недавно были предприняты усилия по устранению неэффективности и связанных с этим затрат, связанных с этим дополнительным этапом. На конференции и выставке SPE Automotive Composites Conference & Exhibition 2015 в Детройте, штат Мичиган, США, были представлены два интересных подхода к этой цели, оба — встроенных процессов .Они превращают производителей композитов в препреггеры во многом так же, как процесс прямого изготовления длинноволоконных термопластов (D-LFT) в конце 1990-х — начале 2000-х годов, когда работа композиторов была переложена на производителей. Обе новые технологии исключают ранее необходимые и дорогостоящих, этапов замораживания и хранения препрега перед его отправкой покупателю, который затем должен также хранить и размораживать его перед использованием в процессе формования, расходы на которые несет процессор и, предположительно, заказчик процессора.

Наиболее близким к коммерциализации является поточный процесс предварительной обработки, разработанный совместно Mitsubishi Rayon Co. Ltd. (Токио, Япония) и Mitsubishi Rayon Carbon Fiber and Composites Inc. (Ирвин, Калифорния, США). Ученые Mitsubishi сокращают расходы за счет непосредственного покрытия отдельных пучков углеродного жгута, калибровки ширины и последующей перемотки продукта на катушки. Система автоматической укладки волокна (AFP) — Mitsubishi называет ее автоматизированной укладкой towpreg — затем используется для укладки стопки слоев, чтобы избежать ручной укладки.Затем стопки предварительно формируются и формуются с помощью собственного процесса компрессионного формования препрега (PCM). Другой подход — это новый процесс InPreg (встроенный препрег), разработанный Институтом химической технологии им. Фраунгофера (ICT) (F-ICT, Пфинцталь, Германия). Подобно подходу Mitsubishi PCM, препреги InPreg предназначены для формования в прессах для прессования, а не на более экзотическом оборудовании, что открывает доступ к ламинатным композитам более широкому кругу производителей. этапы предварительного формования и формования InPreg выполняются в пресс-инструменте.Это исключает не только время, необходимое для нагрева, предварительного формования и охлаждения препрега, но также стоимость и место для станции предварительного формования. Ключом к процессу Inpreg является четырехкомпонентная система эпоксидной смолы с фазой B от Huntsman Advanced Materials (Базель, Швейцария) и более дешевое жгутовое углеродное волокно 24-50K, которое формируется в UD-ткань без обжима (NCF) . (Подробнее об обоих поточных методах читайте в разделе «Более низкая стоимость, меньше отходов: поточное производство препрега».)

Распространенный жгут — это отдельный жгут (или нескрученная пряжа) волокна, который разложен до тех пор, пока отдельные нити не будут лежать бок о бок, образуя ультратонкую ленту.Например, жгут углеродного волокна 12K может иметь ширину от 5 до 25 мм, уменьшая его толщину на 80%. Эти расправленные жгуты могут быть вплетены в ткань, размещены для образования мультиаксиальной не изгибающейся ткани (NCF) или для приема жидкой или порошковой смолы с образованием ленты для расправленных жгутов или жгутов. Использование тканого жгутного полотна вместо более обычных армирующих материалов может привести к снижению веса композитного ламината на 20-30%. Это достигается за счет закрытия промежутков между основой и утком в основе и утке, чтобы меньше смолы задерживалось там, а также за счет уменьшения извитости волокон, в результате чего получаются более прямые волокна, что повышает прочность.Таким образом, конечный композитный ламинат может использовать меньшее количество более тонких слоев для достижения таких же или лучших характеристик.

Поставщик волокна Hexcel (Стэмфорд, Китай, США) заявляет о 5-8% сокращении зазоров в ткани и возможности достижения с углеродным волокном свойств жгута 6K при поверхностном весе 3K, свойств жгута 12K при поверхностном весе 6K и т. Д. . North Thin Ply Technology (NTPT, Penthalaz-Cossonay, Швейцария) утверждает, что может быть распределено по любому волокну , и заявляет, что достижимы очень низкие поверхностные веса: 30 г / м ² для углеродного волокна на основе PAN и 14-микронного диаметр кварцевого волокна, 35 г / м ² для стекловолокна диаметром 9 микрон, 20 г / м ² для арамидного волокна и 30 г / м ² для полибензоксазола (PBO) и других синтетических волокон.Поставщиками усиленного жгута являются Hexcel, NTPT, Oxeon (Борас, Швеция), Sigmatex (Великобритания) Ltd. (Ранкорн, Великобритания), Chomarat и FORMAX (Лестер, Великобритания). Приложения включают в себя велосипеды, лыжи, хоккейные клюшки, ракетки, парусники, гоночные автомобили и самолет Solar Impulse .

Переработанное углеродное волокно (RCF) армирующие элементы доступны в различных формах, включая рубленые волокна, нарезанные на определенную длину, рубленые волокна, составленные в виде гранул из термопласта с длинными волокнами (LFT), трехмерные преформы в форме сетки и произвольно ориентированные маты из рубленого волокна — сухие или комбинированные с термопластами — включая полипропилен (PP), полиэтилентерефталат (PET), полиамид (PA или нейлон), полифениленсульфид (PPS), полиэфиримид (PEI), полиэфирэфиркетон (PEEK).Маты из рубленого волокна также можно обрабатывать, например, чесанием, чтобы добиться большего выравнивания волокон, что приводит к лучшим механическим свойствам. Это разнообразие продуктов доступно у ряда поставщиков RCF по всему миру, и они перерабатываются с помощью пиролиза, при котором смола сжигается из отходов препрега и отвержденных структур. Компания Technical Fiber Products Inc. (TFP, Скенектади, Нью-Йорк, США и Бернсайд, Великобритания) производит вуали из RCF плотностью 2 г / м ² .

Продукция

RCF также производится собственными силами из отходов производства сухого волокна. В продуктах SigmaRF повторно используются собственные сухие производственные отходы Sigmatex путем объединения углеродных волокон диаметром от 45 до 60 мм с термопластическим носителем для образования лент, которые используются для изготовления не изгибающихся тканей, например, 220 г / м ² Углеродное волокно ± 45 ° / двухосный ПЭТ NCF. Другие варианты включают RCF / Kevlar / PEI, RCF / PA и RCF / PES.

Институт обработки пластмасс (IKV) при RWTH Aachen University (Ахен, Германия) взял зарождающиеся волокна, не собранные роликами во время формования прекурсора углеродного волокна PAN (отходы производства углеродного волокна или побочный продукт), а затем нарезал, карбонизировал и сформировал из них однородные маты с использованием непрерывного процесса воздушной прослойки.(Дополнительные сведения о технологиях регенерации углеродного волокна и рынке вторичного продукта см. В «Обновление вторичного углеродного волокна: завершение цикла жизненного цикла углепластика».)

Новые методы также разрабатываются для производства непрерывных переработанных волокон, включая сольволиз с использованием спиртов или других растворителей для удаления смол без горения или высоких температур, пиролиз и разматывание сосудов высокого давления с намотанной нитью и использование эпоксидных смол, которые позволяют матрице быть переработанный как термопласт, такой как отвердители Recyclamine от Connora Technologies (Хейворд, Калифорния, США).

Формовочные смеси — еще один способ включения волокон в композит. Традиционно они были разработаны в пластмассовой промышленности и содержат короткие волокна (2-25 мм) при низком весовом процентном содержании (5-50%). Компаунд для формования массы (BMC), похожий на замазку, используется при литье под давлением, в то время как компаунд для формования листов (SMC) используется для более крупных деталей и с более высокими требованиями к прочности, обычно в процессе компрессионного формования.

Стекломат из термопласта (GMT), также поддающийся прессованию, имеет сплошное армирование случайными волокнами.GMT был разработан в 1960-х годах как шаг вперед от короткого нейлона, армированного волокном. Он столкнулся с растущей конкуренцией со стороны армированного длинным волокном термопласта (LFRT или LFT), который производится путем разрезания пултрузионных непрерывных стекловолоконных стержней малого диаметра на гранулы. LFT имеет непрерывное однонаправленное волокно, проходящее по всей длине гранулы, и предлагает свойства между GMT и термопластами с коротким стеклом. В 1990-х производители оборудования разработали системы поточного компаундирования (ILC), которые объединяют ранее раздельные процессы компаундирования и формования.Эти системы прямого длинноволоконного термопласта (D-LFT) сочетают в себе смолу, арматуру и добавки на прессе, доставляя отмеренную дробь или заряд непосредственно к оборудованию для литья под давлением или компрессионного формования. Это исключает запасы предварительно приготовленного продукта и позволяет выбирать длину волокна.

SMC, BMC, GMT и LFT используются в широком диапазоне приложений, где требуются сложные формы и формованные детали, включая автомобильные детали, бытовую технику (бак стиральной машины), медицинские приборы, потребительские товары, электронику, спортивные товары, кронштейны, корпуса. , запчасти для транспортных средств и электрооборудования.

SMC, в частности, предлагает уплотнение деталей, контур глубокой вытяжки и множество других преимуществ по сравнению со сталью и алюминием: он обычно на 40% легче металлов при сопоставимой по характеристикам геометрии. Хотя он не ржавеет и не подвергается коррозии и не требует такой обработки, он обладает термической и химической стойкостью, чтобы выдержать электрофоретическое (электронное покрытие) процессы предотвращения ржавчины на металлических компонентах шасси, поэтому детали SMC могут быть прикреплены к корпусу в белом (предпочтительный метод сборки) и не требует специальной сборки электронного покрытия.Однако до недавнего времени SMC имела преимущество в стоимости при объемах производства не более 150 000 единиц. Однако новый SMC низкой плотности от Continental Structural Plastics (CSP, Auburn Hills, MI, US) получил название TCA (жесткий класс A) Ultra Lite. При удельном весе (SG) 1,2 он обеспечивает снижение массы на 28% по сравнению с марками TCA Lite средней плотности (1,6 SG) компании CSP и на 43% по сравнению с обычными марками SMC 1,9 SG. Кроме того, он не только предлагает механические характеристики, сравнимые с TCA Lite (оба имеют матрицу из ненасыщенного полиэфира от AOC Resins, Collierville, TN, US), но также, как сообщается, более эффективно связывается с краской и клеем.Что наиболее важно, анализы жизненного цикла, проведенные CSP, по сообщениям, показывают, что даже при объемах до 350 000-400 000 автомобилей в год TCA Ultra Lite стоит дешевле в расчете на одну деталь, чем алюминий (см. Фото и подпись слева). Подробнее о новом SMC см. «SMC низкой плотности: лучше жить благодаря химии».

Стекловолокно является наиболее распространенным и наименее дорогим армированием, используемым в формовочных смесях, арамидное волокно обеспечивает износостойкость, волокно из нержавеющей стали обеспечивает защиту как от электростатического рассеяния (ESD), так и от электромагнитных помех (EMI), а углеродное волокно обеспечивает более высокий модуль упругости и меньший вес. а также свойства ESD.Также были разработаны формовочные смеси, армированные натуральными волокнами (конопля, лен, сизаль и древесные волокна), в том числе. Они набирают популярность в автомобильной промышленности, спортивных товарах и потребительских товарах.

Формовочные смеси

Advanced предназначены для применения в областях с более высокими эксплуатационными характеристиками, включая аэрокосмические и военные детали. В этих материалах используются смолы с более высокими характеристиками, такие как эпоксидная, фенольная, винилэфирная, бисмалеимидная (BMI) и полиимидная, и с содержанием волокон от 45% до 63% по весу.Волокна включают углеродное стекло и стекло E, а также стекло S2 с более высокими характеристиками. TenCate Advanced Composites BV (Нейвердал, Нидерланды) производит BMC с эпоксидной смолой, цианатным эфиром, нейлоном, смолами PPS или PEEK и углеродным или стекловолокном S2 длиной от 12 мм до 50 мм. HexMC производится Hexcel с использованием углеродных волокон длиной 50 мм и эпоксидной смолы. Множество других продуктов SMC из углеродного волокна доступны от поставщиков, включая Continental Structural Plastics, Quantum Composites Inc. (Бэй-Сити, Мичиган, США) и совместное предприятие Zoltek Corporation (Санкт-Петербург).Луи, Миссури, США) и Magna Exteriors (Париж, Франция).

В последнее время формовочные смеси позволяют армировать изделия, созданные с помощью так называемых процессов аддитивного производства, также известных как 3D-печать. Рубленое и коротковолокнистое армирование может быть адаптировано для использования в обычном типе 3D-печати, называемом моделированием наплавления. Большая часть 3D-печати из армированного пластика имеет ограниченный размер (для обзора см. «3D-печать: ниша или следующий шаг к производству по запросу?»).Но, по крайней мере, один недавний демонстрационный проект показывает, что широкоформатная печать технически практична. и экономически оправданы: Национальная лаборатория Ок-Ридж (Ок-Ридж, Теннесси, США) и производитель оборудования Cincinnati Inc. (Харрисон, Огайо, США) продемонстрировали большие размеры. возможность форматной печати с помощью системы Big Area Additive Manufacturing (BAAM) в сотрудничестве с Local Motors (Чандлер, Аризона, США) для производства первого в мире автомобильного кузова, напечатанного на 3D-принтере. Специально разработанный кузов спортивного автомобиля Strati был напечатан на полу выставки на выставке IMTS в 2014 году за 44 часа с использованием смеси акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS), армированной 15% углеродным волокном, поставляемой SABIC (Питтсфилд, Массачусетс, США).Подробнее о демонстрации читайте в разделе «Аддитивное производство: можно ли напечатать автомобиль ?» ”

Примечание редактора: Чтобы продолжить чтение статей в «Industry Overivew, Часть I: Материалы и процессы», вы можете вернуться в главное меню SourceBook, нажав здесь .

Слабое звено в усиленном нейлоне

Нейлоновые термопласты используются в самых различных областях, от автомобильных впускных коллекторов и бамперов до бытовых приборов и электроинструментов. Литые под давлением нейлоны не деформируются при сварке, что делает их идеальными для сборок со сложной геометрией. Нейлон также остается жестким при температурах, близких к температуре плавления, и имеет предсказуемые показатели усадки, поэтому детали имеют тенденцию легко выбрасываться из инструмента и могут быть изготовлены с жесткими допусками.Относительно низкая вязкость позволяет ему легко течь в формы сложной формы, в том числе с более тонкими секциями. А детали с более тонкими стенками сокращают время охлаждения и цикла, а также снижают вес продукта.

Но просто иметь возможность заполнить каждый уголок пресс-формы пластиком или сварить две формованные детали вместе — недостаточно. Потоки расплава также должны быть равномерно распределены и ориентированы, особенно при использовании пластиков, армированных волокном. В этом отношении у литья под давлением и сварки есть нечто общее: трикотажные линии.Хотя механизмы, ответственные за их образование, различны, результаты аналогичны.

Линии вязания в формованных деталях
Жидкий пластик (расплав), обтекающий препятствия в формовочном инструменте, например вставки, ребра, стержни и т. Д., Дает так называемые линии вязания и соединения. Связанные линии (плоскости) образуются там, где фронты потока встречаются с противоположных направлений, и сливаются с линиями с одного и того же направления.

Количество линий вязания определяется по формуле:

N = G + Co — 1

, где N = количество сварных линий, G — количество ворот, а Co = количество запорных стержней или штифтов.Линии вязания обычно вызывают большее беспокойство, потому что они механически слабее, чем линии слияния, и могут быть значительно сильнее, чем объемный материал. Прочность на разрыв вязаной линии для нейлона без наполнителя примерно равна или примерно на 17% меньше, чем у объемного материала. Напротив, та же смола, наполненная 30% (по весу) стекловолокна, может потерять 50% или более своей прочности на линиях вязания. И механическая прочность не улучшается с дополнительными или более прочными волокнами.

Столь резкое падение прочности вокруг линий вязания происходит из-за того, что напряжение сосредоточено в острых V-образных выемках.Насечки образуются, когда волокна ориентированы перпендикулярно основному потоку расплава. Это, в свою очередь, способствует неполному переплетению или диффузии молекул и даже микропустотам. В воротах (местах инъекции) волокна располагаются случайным образом, а затем выравниваются по основному потоку. Когда фронты потока встречаются, волокна, которые поворачиваются на 90 ° к основному потоку, не добавляют прочности. Фактически, образцы для испытаний (33 мас.% Стекловолокна-нейлона 6) показывают на 50-60% меньшую прочность в поперечном направлении.

Этим трещинам способствуют также модификаторы удара.Ударно-модифицированные пластмассы при впрыскивании в форму — особенно при чрезмерно высоких температурах расплава — демонстрируют то, что называется «фонтанным потоком». В данном случае добавка не достигает непосредственно замороженного слоя стенки, а вместо этого стекает сначала по центру полости формы к фронту расплава. Это может изменить направление потока и ориентацию полимерных молекул и волокон, способствуя образованию V-образной канавки.

Повышение температуры формы и плавления — ниже уровней, при которых происходит разложение полимера — способствует более медленному охлаждению и в большинстве случаев повышает прочность.Хотя влияние температуры расплава преобладает, чрезмерно холодные стенки формы могут слишком быстро затвердеть жидкий пластик, создавая корки с более низкой степенью кристалличности, чем в ядре, охлаждающемся медленнее. Повышение температуры пресс-формы, более быстрое заполнение форм, устранение разделительных агентов и сборы заправки до более высокого давления — все это может укрепить линии трикотажа.

Тем не менее, для деталей, изготовленных из термопластов с наполнителем (армирующего стекловолокна, наполнителей, модификаторов ударной нагрузки и т. Д.), Допустимое рабочее напряжение должно соответственно снижаться.Кроме того, на поверхностях, несущих более высокие нагрузки, не должно быть линий вязания. То же самое и для сварных узлов.

Формирование линии сварного шва
Линии сварного шва очень похожи на вязаные линии в том смысле, что они образуются при встрече двух потоков расплава. В этом случае плавление ограничивается границей раздела компонентов или линией сварки. Тепло для процесса исходит от трения (линейная или орбитальная вибрация, вращение или ультразвук), контакта с горячей пластиной или лазерного излучения. Сварка с пропусканием инфракрасного излучения и лазером относительно нова, но ожидается, что она будет быстро развиваться, тогда как другие методы, такие как линейная вибрационная сварка, уже широко используются.

Как и при литье под давлением, линейная вибрационная сварка имеет ряд регулируемых параметров, каждый из которых может повлиять на целостность сварного шва. К ним относятся амплитуда, давление и продолжительность зажима и удержания, а также расплавление. Увеличение амплитуды сварного шва и понижение давления увеличивает прочность на растяжение линии сварки. Увеличение толщины расплава или межфазной толщины также улучшает прочность на разрыв. Подобные улучшения происходят с более высокими температурами плавления. Однако форма и направление колебаний не оказывают заметного влияния на механические свойства сварного шва.

В большем количестве конструкций используются пластмассы на основе нейлона
Меньший вес и более низкие производственные затраты — две причины, по которым использование нейлона в автомобильных компонентах под капотом выросло с 87 500 тонн в 1999 году до 165 000 тонн в настоящее время и составляет ожидается, что к 2005 году он достигнет 230 000 тонн (Северная Америка и Европа). Стекловолокно и нейлон, армированный минеральным волокном, позволяют автопроизводителям изготавливать сварные резервуары для жидкости, резонаторы, крышки и компоненты шасси, которые могут весить на 40-55% меньше, чем штампованные стальные или литые эквиваленты.

Аналогичное снижение веса возможно для различных электроинструментов, а также оборудования для газонов и сада. Армированный стекловолокном нейлон с наполнителем также помогает сократить количество отходов, поскольку они в основном сохраняют свои механические свойства даже после нескольких циклов повторной формовки / переточки. Сегодня доступно более десятка классов нейлоновых смол (полиамидов).

185.

0

62,0