Минусы стеклопластиковой арматуры: Стеклопластиковая арматура – недостатки и преимущества

Содержание

Стеклопластиковая арматура – недостатки и преимущества

Стеклопластиковая арматура, которая появилась на строительном рынке относительно недавно, имеет как достоинства, так и недостатки, о которых обязательно должен быть осведомлен потребитель. Несмотря на заверения производителей в том, что данная продукция является полноценной заменой металлической арматуры, не во всех ситуациях ее применение можно считать обоснованным.

Каркас монолитной плиты из композитной арматуры

Что собой представляет арматура из стеклопластика

Так называемая композитная арматура – это стержень из стеклопластика, вокруг которого намотана углепластиковая нить, служащая не только для усиления конструкции такого изделия, но и для обеспечения его надежного сцепления с бетонным раствором. У арматуры данного типа есть как плюсы, так и минусы, и к ее использованию следует подходить очень взвешенно.

Элементами для фиксации углепластиковых арматурных прутков между собой служат пластиковые хомуты. Удобно, что для соединения элементов такой арматуры не требуется использование сварки, что, несомненно, является большим плюсом.

Скрепление стеклопластиковой арматуры с помощью фиксаторов и хомутов

Оценивая целесообразность использования стеклопластиковой арматуры, необходимо рассмотреть все плюсы и минусы ее применения в отдельных ситуациях. Такой подход позволит обеспечить высокую эффективность этого материала как средства укрепления строительных конструкций различного назначения.

Если не учитывать характеристики стеклопластиковой арматуры и не сопоставлять их с параметрами аналогичных изделий, изготовленных из металла, можно нанести серьезный вред будущей строительной конструкции или элементам отделки. Именно поэтому прежде чем приступать к выбору элементов для армирования конструкций из бетона, следует разобраться, в каких случаях применение тех или иных изделий является более целесообразным.

Физико-механические свойства композитной арматуры различных типов

Основные преимущества

Среди преимуществ, которыми отличается углепластиковая арматура, стоит выделить следующие.

  • Важным преимуществом стеклопластиковой арматуры является ее небольшой удельный вес, что дает возможность использовать ее для армирования легких конструкций из ячеистого бетона и некоторых других строительных материалов. Это позволяет значительно снизить вес конструкций, которые армируются с ее помощью. Между тем вес обычной бетонной конструкции при использовании стеклопластиковой арматуры снизится незначительно, так как сам строительный материал обладает внушительной массой.
  • Низкая теплопроводность также относится к преимуществам стеклопластиковой арматуры. При использовании такой арматуры в бетонных конструкциях не образуется мостиков холода (чего нельзя сказать об армирующих элементах из металла), что значительно улучшает их теплоизоляционные параметры.
  • Высокая гибкость стеклопластиковой арматуры позволяет отгружать ее заказчику в бухтах, а не нарезанной отдельными прутками. Благодаря компактной форме упаковки транспортировать такую арматуру значительно проще, для чего можно использовать багажник любого легкового автомобиля, а это серьезно сокращает расходы на доставку материала к месту выполнения строительных работ. Использование армирующих элементов, которые отгружаются не нарезанными прутками, а в бухтах, позволяет также снизить расходы материала за счет уменьшения количества нахлестов. Это положительным образом сказывается как на прочностных характеристиках будущей бетонной конструкции, так и на ее стоимости, что особенно важно при выполнении строительных работ.
  • Достаточно спорным считается такое преимущество стеклопластиковой арматуры, как ее долговечность внутри бетонной конструкции. Арматура из металла, находясь в изолированном состоянии, также не подвергается негативному влиянию внешних факторов, что обеспечивает долговечность ее использования.
  • Углепластиковая арматура – это диэлектрический материал, что является преимуществом изделий из данного материала. Проводящая электрический ток металлическая арматура больше подвержена коррозии, что негативным образом сказывается на ее долговечности.
  • По сравнению с армирующими элементами из металла, стеклопластиковые изделия не подвержены воздействию химически активных сред. Такое преимущество стеклопластиковой арматуры особенно актуально в случаях возведения строений в зимнее время, когда в бетон добавляются различные солевые растворы, ускоряющие процесс застывания.
  • Являясь диэлектриком, углепластиковая арматура не создает радиопомех внутри здания, в отличие от металлических прутков. Такое преимущество важно тогда, когда в бетонной конструкции имеется много армирующих элементов. В противном случае использование композитной арматуры не станет минусом, но будет не столь актуально.

Главные достоинства композитной арматуры

Имеются у стеклопластиковой арматуры и недостатки, о которых также следует знать ее потенциальным потребителям.

Главные недостатки

Недостатки стеклопластиковой арматуры связаны со следующими ее характеристиками.

  • К минусам стеклопластиковой арматуры относится, в частности, то, что она не выдерживает воздействия высоких температур. В то же время сложно представить ситуацию, когда арматурный каркас, находящийся внутри бетона, может быть нагрет до температуры 200 градусов.
  • Достаточно высокая стоимость – это условный недостаток, если учитывать тот факт, что для армирования бетонных конструкций можно использовать стеклопластиковую арматуру меньшего диаметра в сравнении с изделиями из металла.
  • Арматура из углепластика плохо гнется. Этот недостаток ограничивает ее использование при создании укрепляющих каркасов для бетонных конструкций. Между тем выполнить гнутые участки арматурного каркаса можно и из стальных элементов, а затем нарастить их при помощи стеклопластиковых прутков.
  • Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо выдерживает нагрузки на излом, что очень критично для бетонных конструкций. Соответственно, их усиливающий каркас должен успешно выдерживать такие нагрузки, чем не может похвастаться арматура, выполненная из композитных материалов.
  • В отличие от металлического арматурного каркаса, стеклопластиковые изделия обладают меньшей жесткостью. Из-за этого недостатка они плохо переносят вибрационные нагрузки, возникающие при их заливке с помощью автомобильного миксера. При использовании такой техники арматурный каркас подвергается значительным механическим нагрузкам, которые могут вызвать его поломку и нарушение пространственного положения его элементов, поэтому к жесткости подобных бетонных конструкций предъявляются достаточно высокие требования.

Разрыв арматуры в следствии недостаточного связующего в структуре стержня

Рассматривая преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры, сложно сказать, насколько она лучше или хуже изготовленной из металла. В любом случае к выбору этого материала следует подходить очень обоснованно, используя его для решения тех задач, для которых он действительно предназначен.

Сферы применения стеклопластиковой арматуры

Арматура, изготовленная из композитных материалов, правила укладки которой несложно изучить по соответствующим видео, используется и в капитальном, и в частном строительстве. Поскольку капитальное строительство осуществляется силами квалифицированных специалистов, которые хорошо знакомы с нюансами и недостатками применения тех или иных строительных материалов, остановимся на особенностях использования такого материала при возведении частных малоэтажных строений.

Сферы использования композитной арматуры

  • Арматура, изготовленная из композитных материалов, успешно используется для укрепления фундаментных конструкций следующих типов: ленточных, высота которых больше, чем глубина промерзания почвы, и плитных. Применение арматуры из углепластика для укрепления фундаментов целесообразно лишь в тех случаях, когда строение возводится на хорошем грунте, где бетонные основания не будут подвергаться нагрузкам на излом, которые стеклопластиковые элементы могут просто не выдержать.
  • При помощи стеклопластиковой арматуры укрепляют стены, кладка которых выполняется из кирпича, газосиликатных и других блоков. Следует отметить, что в качестве связующего элемента стен композитная арматура очень популярна среди частных застройщиков, которые используют ее не только для укрепления кладки несущих конструкций, но и для обеспечения их связки с облицовочными перегородками.
  • Этот материал активно используется и для связки элементов многослойных панелей. Структура последних включает в себя слой утеплителя и бетонные элементы, которые и связываются между собой при помощи стеклопластиковой арматуры.
  • Благодаря тому, что арматура рассматриваемого типа лишена такого недостатка, как подверженность коррозии, ее часто используют для укрепления различных гидротехнических сооружений (к примеру, плотин и бассейнов).
  • В тех случаях, когда необходимо эффективно увеличить жесткость клееных деревянных балок, их также укрепляют при помощи стеклопластиковой арматуры.
  • Используется этот материал и в дорожном строительстве: с его помощью укрепляют слой асфальтового полотна, который подвергается повышенным нагрузкам в процессе своей эксплуатации.
Резюмируя все вышесказанное, следует отметить, что применять стеклопластиковую арматуру можно достаточно эффективно, если учитывать ее недостатки и связанные с ними ограничения, которые оговариваются производителем.

Способна ли арматура из стеклопластика заменить аналоги из металла

Несмотря на то, что арматура, изготовленная из композитных материалов, является достаточно новым материалом на строительном рынке, уже можно найти множество рекомендаций (и даже видео) по ее применению. Учитывая данные рекомендации, можно сделать вывод о том, что применять стеклопластиковую арматуру лучше всего для укрепления стен, возводимых из кирпича и строительных блоков, а также для связи несущих стен с межкомнатными перегородками.

Усиление стен из газосиликатных блоков 4-миллиметровой композитной арматурой

Преимуществами использования такой арматуры является то, что она не подвержена коррозии, а также что она не создает мостиков холода, как это происходит с армирующими прутками из металла. Использование такой арматуры для укрепления фундаментных конструкций обосновано в тех случаях, когда возводится не слишком тяжелая постройка и строительство осуществляется на грунте, отличающемся высокой устойчивостью.

В любом случае успешность использования этого нового строительного материала пока не подтверждена длительной практикой, поэтому, применяя его, любой застройщик действует на свой страх и риск. Специалисты, имеющие большой опыт в строительстве, рекомендуют для конструкций, к которым предъявляются высокие требования по надежности, устойчивости и долговечности, использовать все же армирующие каркасы, изготовленные из традиционных металлических элементов.

Минусы стеклопластиковой арматуры в строительстве

Минусы стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиковая арматура имеет множество преимуществ — лёгкий вес, она не проводит электричество, а также не подвержена коррозии. Но все же, такая арматура вызывает некоторые сомнения касательно прочности, надёжности и долговечности в использовании.

И если стальная арматура, которая использовалась раньше на стройках, вполне оправдывает данные ожидания, то вот со стеклопластиком не все так радужно, как это может показаться на первый взгляд. Вследствие имеющихся минусов, существенно ограничивается сфера применения стеклопластиковой арматуры, и вот почему.

Низкая термостойкость

Несмотря на то, что материалы изготовления стеклопластиковой арматуры достаточно термостойкие, все равно, такая арматура не способна выдерживать высокие температуры. При возникновении пожара, когда температура достигает 600 градусов, бетонные конструкции, армированные стеклопластиковой арматурой, остаются без армирования.

Пожалуй, это самый большой недостаток, который существенно ограничивает сферу использования стеклопластиковой арматуры. Применять её можно только в тех строительных конструкциях, которые никогда не будут подвержены высокотемпературному нагреву. Термостойкость стальной арматуры, во много раз превосходить стеклопластик по данному показателю.

Низкий модуль упругости

Следующий недостаток стеклопластиковой арматуры связан с низкой степенью упругости. И если при выполнении ряда строительных работ, например, при обустройстве фундаментов и дорог, это никак не мешает, то в случае с устройством перекрытий, дела обстоят иначе. Стеклопластиковая арматура гнётся и провисает, то же самое происходит и с конструкциями, в которых она использовалась.

Для наглядного примера достаточно привести следующие данные:

  • Прочность стальной арматуры на растяжение: 483-690 МРа, а стеклопластиковой 1000 МРа;
  • Модуль упругости стальной арматуры: 200,0 GPa, а стеклопластиковой 35,0-51,0 GPa;
  • Деформация стальной арматуры при разрыве составляет: 6,0 – 12,0%, а стеклопластиковой 1,2-3,1%.

Благодаря хорошей гибкости, стеклопластиковая арматура отлично подходит для решения некоторых задач.

Однако что касается ответственных конструкций, на которые будут приходиться значительные нагрузки, то все вышеуказанные характеристики стеклопластика вызывают серьёзные опасения.

Другие недостатки стеклопластиковой арматуры

Кроме всех вышеперечисленных недостатков, следует добавить вот ещё что. При воздействии некоторых химических веществ на стеклопластиковую арматуру, может происходить щелочная реакция. Все это пагубно влияет на стеклопластик, что приводит к его постепенному разрушению.

Ну и, конечно же, минус стеклопластиковой арматуры связан с невозможностью использования сварки. Во многих строительных работах для соединения конструкций используется именно сварка, а не связывание арматуры проволокой. Посмотреть, как это происходит, можно на сайте про сварку mmasvarka.ru.

Поэтому, все данные недостатки стеклопластиковой арматуры, существенно сокращают область её применения, хоть и не полностью исключают возможность использования в строительстве.

Поделиться в соцсетях

Почему я не использую стеклопластиковую арматуру | ММА сварка для начинающих

Минусы стеклопластиковой арматуры

Минусы стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиковая арматура имеет множество преимуществ — лёгкий вес, она не проводит электричество, а также не подвержена коррозии. Но все же, такая арматура вызывает некоторые сомнения касательно прочности, надёжности и долговечности в использовании.

И если стальная арматура, которая использовалась раньше на стройках, вполне оправдывает данные ожидания, то вот со стеклопластиком не все так радужно, как это может показаться на первый взгляд. Вследствие имеющихся минусов, существенно ограничивается сфера применения стеклопластиковой арматуры, и вот почему.

Низкая термостойкость

Несмотря на то, что материалы изготовления стеклопластиковой арматуры достаточно термостойкие, все равно, такая арматура не способна выдерживать высокие температуры. При возникновении пожара, когда температура достигает 600 градусов, бетонные конструкции, армированные стеклопластиковой арматурой, остаются без армирования.

Пожалуй, это самый большой недостаток, который существенно ограничивает сферу использования стеклопластиковой арматуры. Применять её можно только в тех строительных конструкциях, которые никогда не будут подвержены высокотемпературному нагреву. Термостойкость стальной арматуры, во много раз превосходить стеклопластик по данному показателю.

Низкий модуль упругости

Следующий недостаток стеклопластиковой арматуры связан с низкой степенью упругости. И если при выполнении ряда строительных работ, например, при обустройстве фундаментов и дорог, это никак не мешает, то в случае с устройством перекрытий, дела обстоят иначе. Стеклопластиковая арматура гнётся и провисает, то же самое происходит и с конструкциями, в которых она использовалась.

Для наглядного примера достаточно привести следующие данные:

  • Прочность стальной арматуры на растяжение: 483-690 МРа, а стеклопластиковой 1000 МРа;
  • Модуль упругости стальной арматуры: 200,0 GPa, а стеклопластиковой 35,0-51,0 GPa;
  • Деформация стальной арматуры при разрыве составляет: 6,0 – 12,0%, а стеклопластиковой 1,2-3,1%.

Благодаря хорошей гибкости, стеклопластиковая арматура отлично подходит для решения некоторых задач.

Однако что касается ответственных конструкций, на которые будут приходиться значительные нагрузки, то все вышеуказанные характеристики стеклопластика вызывают серьёзные опасения.

Другие недостатки стеклопластиковой арматуры

Кроме всех вышеперечисленных недостатков, следует добавить вот ещё что. При воздействии некоторых химических веществ на стеклопластиковую арматуру, может происходить щелочная реакция. Все это пагубно влияет на стеклопластик, что приводит к его постепенному разрушению.

Ну и, конечно же, минус стеклопластиковой арматуры связан с невозможностью использования сварки. Во многих строительных работах для соединения конструкций используется именно сварка, а не связывание арматуры проволокой. Посмотреть, как это происходит, можно на сайте про сварку mmasvarka.ru.

Поэтому, все данные недостатки стеклопластиковой арматуры, существенно сокращают область её применения, хоть и не полностью исключают возможность использования в строительстве.

Следующие статьи:

Композитная арматура для фундамента. Стеклопластиковая (композитная) арматура — плюсы и минусы Обзор цен и отзывы пользователей о композитной стеклопластиковой арматуре

Изобретение композитной арматуры знатоки строительного дела относят к 60-м годам прошлого столетия. В этот период в США и в Советском Союзе были начаты активные исследования ее свойств.

Однако, несмотря на достаточно солидный возраст, данный материал до сих пор не знаком большинству застройщиков. Восполнить пробел знаний о стеклопластиковой арматуре, ее свойствах, достоинствах и недостатках вам поможет эта статья.

Попутно отметим, что материал этот весьма спорный. Производители хвалят его на все лады, а строители-практики относятся с недоверием. Простые граждане смотрят на тех и на других, не зная кому верить.

Что такое композитная арматура, как она производится и где применяется?

Коротко структуру композитной арматуры можно охарактеризовать как «волокно в пластике». Ее основа – стойкие к разрыву нити из углерода, стекла или базальта. Жесткость композитному стержню придает эпоксидная смола, обволакивающая волокна.

Для лучшего сцепления с бетоном на прутья наматывается тонкий шнур. Он сделан из того же самого материала, что и основной стержень. Шнур создает винтовой рельеф, как у стальной. Твердение эпоксидной смолы происходит в сушильной камере. На выходе из нее композитную арматуру немного вытягивают и нарезают. Некоторые производители до момента твердения полимера обсыпают пластиковые стержни песком для улучшения сцепления с бетоном гладких участков.

Область применения стеклопластиковой арматуры нельзя назвать очень широкой. Ее используют в качестве гибких связей между облицовкой фасада и несущей стеной, а также укладывают в дорожные плиты и опалубку резервуаров. В каркасах, усиливающих ленточные фундаменты и бетонные полы, пластиковую арматуру применяют не так часто.

Ставить композитные стержни в плиты перекрытия, перемычки и другие конструкции, работающие на растяжение, не рекомендуется. Причина – повышенная гибкость данного материала.

Физические свойства композитной арматуры

Модуль упругости у полимерного композита существенно ниже, чем у стали (от 60 до 130 против 200 ГПа). Это значит, что там, где металл вступает в работу, предохраняя бетон от образования трещин, пластик еще продолжает сгибаться. Прочность на разрыв у стеклопластикового стержня в 2,5 раза выше, чем у стального.

Основные прочностные параметры композитной арматуры содержатся в таблице №4 ГОСТ 31938-2012

Здесь мы видим основные классы композитного материала: АСК (стеклопластиковая композитная), АБК (базальтовое волокно), АУК (углеродная), ААК (арамидокомпозитная) и АКК (комбинированная – стекло + базальт).

Наименее прочная, но самая дешевая — арматура из стекловолокна и базальтовый композит. Самый надежный и вместе с тем самый дорогой материал делают на основе углеродного волокна (АУК).

К прочностным свойствам материала мы еще вернемся, когда будем сравнивать его с металлом.

А пока рассмотрим другие характеристики данного материала:

  • К положительным качествам композита относится его химическая инертность. Он не боится коррозии и воздействия агрессивных веществ (щелочной среды бетона, морской воды, дорожных химреагентов и кислот).
  • Вес пластиковой арматуры в 3-4 раза меньше, чем стальной. Это дает экономию при транспортировке.
  • Низкая теплопроводность материала улучшает энергосберегающие характеристики конструкции (нет мостиков холода).
  • Композитная арматура не проводит электричества. В конструкциях, где она используется, не возникает коротких замыканий электропроводки и блуждающих токов.
  • Композитный пластик магнитноинертен и радиопрозрачен. Это позволяет использовать его в строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.

Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стройке не согнешь

Недостатки композитной арматуры:

  • Невозможность гибки с малым радиусом в условиях стройки. Гнутый стержень нужно заранее заказывать у производителя.
  • Невозможность сваривать каркас (минус относительный, поскольку даже для стальной арматуры лучший способ соединения – вязка, а не сварка).
  • Низкая термостойкость. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается. Стекловолокно не боится высокой температуры, но связующий ее пластик теряет прочность при нагреве выше +200 С.
  • Старение. Общий минус всех полимеров. Неметаллическая арматура не исключение. Ее производители завышают срок эксплуатации до 80-100 лет.

Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволокой – единственный возможный метод сборки каркаса

Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая?

Один из главных аргументов, приводимых в пользу стеклопластиковой при сравнении с , – более низкая цена. Однако, заглянув в ценники металлобаз, вы увидите, что это не так. Стоимость металла в среднем на 20-25% ниже композита.

Причина путаницы состоит в том, что продавцы пластика берут в расчет так называемый «эквивалент» диаметра. Логика здесь такая: неметаллическая арматура на разрыв прочнее строительной стали. Поэтому полимерный стержень меньшего диаметра выдержит такую же нагрузку, как и более толстая стальная арматура. На основании этого делается вывод: для армирования конструкции пластика нужно меньше, чем металла. Отсюда и появляется более «низкая» цена.

Для аргументированного сравнения композита с металлом необходим нормативный документ. Сегодня такое руководство уже имеется. Это приложение «Л» к приказу Минстроя России № 493/пр от 08.07. 2016 г.

В пункте Л.2.3. малопонятном для рядовых застройщиков, но весьма интересном для профессионалов содержатся два понижающих коэффициента для всех видов композитной арматуры.

Для примера рассмотрим самую распространенную стеклопластиковую (АСК):

  • При действии продолжительной нагрузки предел ее прочности на растяжение должен умножаться на 0,3. То есть, вместо 800 МПа мы получаем 240 МПа (800х0,3=240).
  • Если конструкция работает на открытом воздухе, то полученный результат нужно умножить еще на 0,7 (240 МПа х 0,7 = 168 МПа).

Таблица с понижающим коэффициентом для композитной арматуры

Таблица с коэффициентами, учитывающими условия эксплуатации

Теперь можно корректно сравнивать прочность пластиковой арматуры с металлической. Для примера возьмем строительную сталь марки А500. У нее предельное сопротивление растяжению с учетом запаса прочности составляет 378 МПа. У стеклопластикового композита мы получили всего 112 МПа.

Наше маленькое исследование наглядно иллюстрирует таблица реальной, а не теоретической равнопрочной замены стальной арматуры на композитную. Ей можно пользоваться при выборе и покупке.

Просмотрев данную таблицу, нетрудно заметить, что пластика для равноценной замены металла требуется не меньше, а больше металла. Только самый дорогой углеродоволоконный материал (АУК) превосходит сталь равного с ним диаметра.

Сортамент и цена композитной арматуры

Самая востребованная на стройке – арматура из стеклопластикового композита. Ее сортамент и средние цены мы свели в одну таблицу.

О том, сколько весит пластиковая арматура разных диаметров вы можете получить информацию из таблицы ниже.

Продают материал в бухтах по 200, 100 и 50 метров и в виде стержней любой длины.

Принимая во внимание ценовой фактор (равнопрочный со сталью композит обойдется дороже) мы не можем рекомендовать композитную арматуру для повсеместного применения в частном строительстве.

Для армирования ригелей, плит перекрытия, несущих балок, колонн и диафрагм жесткости специалисты настойчиво советуют не ставить ее. Как конструктивную такую арматуру использовать можно. Для армирования плитных фундаментов она может использоваться.

Плитный фундамент с каркасом из стеклопластиковой арматуры

Для усиления свайных ростверков и ленточных фундаментов лучше купить стальные прутья.

Неметаллическая композитная арматура представляет собой армирующее средство в виде стержней из стекловолокна, имеющих ребристую поверхность. В профиле такая арматура имеет спиралевидную форму, а ее диаметр может составлять от 4 до 18 миллиметров. Длина этого строительного материала может достигать 12 метров.

Внешний вид полимерных стержней.

Стеклопластиковая арматура перед массовым внедрением на рынок прошла множество серьезных испытаний. В итоге подобные исследования установили, что этот строительный материал отличается рядом преимуществ таких, как:

  • Малая масса, которая в 9 раз ниже массы классической металлической арматуры;
  • Высокая стойкость к коррозии и воздействию кислот;
  • Отличные показатели с точки зрения энергоэффективности;
  • Экономичность в доставке;
  • Инертность к электромагнитному и радиовоздействию;
  • Стеклопластиковая арматура относится к диэлектрикам.

Безусловно, помимо преимуществ, данный строительный материал обладает определенными недостатками. Такие недостатки нельзя отнести к критическим, но их важно учитывать при возведении тех или иных видов зданий.

Недостатки композитной арматуры:

  • Низкие показатели упругости;
  • Невысокие параметры термостойкости.

При этом такие недостатки материала никак не отражаются на его использовании при строительстве дорог и фундаментов зданий.

Использование этой технологии при строительстве фундамента (преимущества, недостатки, способ применения)

В процессе закладки фундамента композитная арматура применяется аналогично металлической. Из этого материала на первом этапе собирается каркас будущего фундамента, который в последствие стягивается специальными стяжками.

Сами производители стеклопластиковой арматуры не накладывают никаких ограничений по ее использованию для определенных видов фундаментов. Иначе говоря, такой материал может свободно использоваться для строительства любых малоэтажных построек.

По минимальным подсчетам срок службы таких полимерных элементов составляет минимум 80 лет. Нельзя не отметить, что этот строительный материал стоит немного дороже привычных металлических прутов при этом определенные средства можно сэкономить при его доставке, за счет намного меньшего веса.

Существуют различные методы и условия строительства. Если место строительства предполагает постоянное пребывание металлических частей в условиях агрессивной для них среды есть смысл применять композитную арматуру.

При правильном подборе пластиковой арматуры, она обеспечит аналогичную прочность, что и металлическая.

Стержни перед заливкой бетона.

Основные сферы использования

Существует две основные формы выпуска композитной арматуры:

  • Гладкие пластиковые пруты, дополненные стеклянной спиралью для повышения качества фиксации;
  • Арматура привычной формы, повторяющая структуру металлической.

Большинство специалистов советуют отдавать предпочтение второму типу.

Основной сферой применения стеклопластиковой арматуры является возведение фундаментов для малоэтажных зданий. При возведении фундамента в каждом индивидуальном случае используется арматура конкретного диаметра.

Кроме того, такой материал часто используется для связывания кирпичной кладки. В этом случае можно избежать появления мостиков холода, что повышает общую эффективность здания.

Мнение строителей

Сейчас наблюдается устойчивая тенденция популяризации среди строителей и крупных застройщиков композитной арматуры. В большинстве случаев можно встретить положительные мнения об этом материале. Специалисты отмечают, что такие стержни фактически безотходны при проведении строительных работ. Также немаловажным фактором является простота их применения.

Большинство экспертов сходятся во мнение, что в определенных строительных сферах такой материал имеет существенные преимущества перед металлическими армирующими стержнями. Основным достоинством данных пластиковых прутьев является возможность их использования почти любой длины.

Использование композитных материалов для армирования мостовых настильных плит

Одним из основных факторов, подтверждающих высокие параметры прочности и надежности композитной арматуры, является ее широкое применение в строительных сферах, противостоящим постоянным серьезным нагрузкам (мосты, конструкции береговой линии, дороги).

Это связано с тем, что такой материал обладает прекрасными параметрами стойкости к сейсмологической активности земли. Экспериментально было доказано, что стеклопластиковая арматура не теряет свои основные технические характеристики даже при 10 балльном землетрясении, что делает ее лучшим выбором для армирования бетонных мостовых настильных плит.

Кроме того, нельзя не отметить, что пластик в отличие от металла не подвержен коррозии, что является немаловажным фактором при строительстве мостов, постоянно контактирующих с водой и влажной средой.

Отличия характеристик полимерных и металлических армирующих прутов

Основным конкурентом для пластиковых армирующих стержней является традиционная металлическая арматура, использующаяся в бетонных плитах и перекрытиях. В целом два этих строительных материала очень схожи друг с другом. При этом по некоторым параметрам арматура из стеклопластика демонстрирует заметно более впечатляющие показатели, нежели металлическое армирующее оборудование. В таких условиях стоит провести небольшое сравнение технических характеристик металлической и полимерной арматуры:

  • Показатели деформации. Пруты из стали является упругопластическим материалом в то время, как композитная арматура — это идеально-упругий стройматериал;
  • Показатели предельной прочности. Металл демонстрирует следующие параметры 390 МПа, а стеклопластик 1300 Мпа;
  • Размер коэффициента теплопроводности. Для металлической этот параметр равен 46 Вт/мОС, а для композитной 0,35 Вт/мОС;
  • Показатели структурной плотности. Для стальной этот параметр равен 7850 кг/м3, а для стеклопластиковой 1900 кг/м3;
  • Параметры теплопроводности. В отличие от стальных конструкций, стеклопластик абсолютно не проводит тепло;
  • Стойкость к коррозии. Стеклопластиковая арматура абсолютно не ржавеет. При этом сталь относится к относительно быстро ржавеющему материалу;
  • Электропроводимость изделия. Композитный армирующий стройматериал по сути является диэлектриком. Одновременно с этим, одним из недостатков металлической арматуры является возможность проводить электрически ток.

Внешние отличия металлических и композитных стержней.

Физические параметры армирующего материала из стеклопластика

Согласно сегодняшним требованиям композитные пруты должны характеризоваться по трем основным физическим параметрам, а именно:

  • Масса элементов;
  • Дистанция навивки;
  • Внешний, а также внутренний диаметр.

Для каждого отдельного номера профиля соответствуют свои физические показатели. Единственным неизменным параметром является дистанция навивки, равняющийся 15 миллиметрам. Действующее ТУ регламентирует, что отличающиеся по размеру профиля композитные пруты имеют следующие цифровые обозначения: 4, 5, 5.5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и 18. Этим цифровым значениям соответствуют параметры наружного диаметра. Масса армирующих стержней может варьироваться от 0,02 до 0,42 кг/1 п. м.

Процедура расчета строительных конструкций с композитными армирующими материалами

Процесс расчета конструкций, в которых применяется композитная арматура можно продемонстрировать на примере расчета работы балки, где используется стальная арматура Д12 мм.

Такие армирующие прутья А500С, имеющие диаметр в 12 миллиметров, обладают такими характеристиками, как:

  • Значение модуля упругости на уровне 200 Гпа;
  • Показатели нормативного сопротивления 500 МПа, что немного меньше параметров текучести стали, применяемой при изготовлении этих прутов.

Исходя из этих данных ориентировочная максимальная нагрузка на прут составляет 4.5 тонны. При такой нагрузке параметры растяжения арматуры достигнут 2,5 мм/м

В документации, идущей вместе со стеклопластиковой арматурой, всегда есть табличка ее соответствия стальным армирующим стержням.

Так, арматура из стеклопластика, для соответствия параметрам стальной А500С диаметром 12 мм, должна иметь диаметр 10 мм.

Иначе говоря, процесс расчета строений с пластиковых прутьев полностью аналогичен расчетам со стальными, единственным отличием является применение таблицы соответствия.

Как производится композитная арматура

Вся композитная арматура изготовляется в формате стержней, имеющих толщину от 4 до 32 миллиметров. Подобные стройматериалы могут продаваться как в виде стержней, так и в бухтах, длиной более 100 метров.

Существует два основных вида пластиковых армирующих прутов:

  • Периодическая, которая получается путем использования спирального обматывания;
  • Гладкая, обсыпающаяся кварцевым песком, для повышения качества сцепления.

Методика соединения

Одним из дополнительных преимуществ композитных стройматериалов является отсутствие необходимости проведения сварочных работ. Все прутья формируются в единый каркас с помощью технологии связывания.

Зачастую в строительной практике применяется специальная вязальная проволока, реже пластиковые стяжки.

Существуют следующие способы использования вязальной проволоки:

  • Использование специального автоматического пистолета;
  • Применение строительного крючка для вязания;
  • Применение механизированного строительного вязального крючка.

Два последних варианта чаще всего используются в строительстве. Это связано с их доступностью, ведь далеко не каждый может себе позволить приобрести специальный автоматический пистолет для связки.

Соединение с помощью пластиковых стяжек.

Диаметр пластиковой арматуры

Из-за определенных конструктивных особенностей, стеклопластиковая арматура имеет несколько параметров, которые характеризуют ее диаметр:

  • Размер внешнего диаметра композитного стержня определяется согласно расположению выступающих по профилю ребер;
  • Внутренний диаметр относится конкретно к самому стержню;
  • Номинальный диаметр относится к цифровому обозначению конкретного профиля.

Все эти параметры не совпадают между собой. Номинальный диаметр меньше внешнего, измеряемого по выступающим ребрам. Следует с особой ответственностью обращать внимание на эти параметры. Это поможет избежать покупки меньших чем необходимо армирующих прутьев.

Существуют некоторые нюансы определения этих размеров стеклопластиковой арматуры. Внешний диаметр изделия определяется также, как и для стальной. Что же касается внутреннего диаметра, то его определить сложнее из-за не идеально круглого сечения стержня.

Во многих отношениях хорошей альтернативой традиционным материалам для армирования, становится композитная арматура. Этот продукт достаточно новый на рынке, но уже успел зарекомендовать себя, как функциональное изделие, способное в некоторых ситуациях полноценно заменить металл. Купить композитную арматуру стоит по целому ряду причин, о которых поговорим чуть подробнее.

Виды и изготовление

Производство композитной арматуры ГОСТ 31938-2012 занимает несколько относительно простых операций, которые возможно реализовать даже в скромном по площади цеху. Они идентичны для всех видов изделий, которые представлены:

  • продукцией на базе стекловолокна;
  • углепластика;
  • на основе волокон базальта.

Существуют и другие виды изделий этого класса, как например, из арамидных волокон, которые менее распространены. Производят их по схожей, с указанными, методике: волокнистый, прочный материал пропитывается полимерами, выполняющими роль связки. При этом, положительная сторона изделий в сравнении со стальной продукцией — это привлекательная цена композитной арматуры.

Если рассматривать подробнее этапы изготовления, то показателен пример стеклопластиковых профилей. Начинается все с просушки волокна, затем идет их размотка, пропитка связующими составами и полимеризация в финале. Современное оборудование позволяет автоматизировать все этапы производства и скомпоновать их в рамках единой поточной линии, что позволяет получить максимальный выход готовой продукции при минимальных затратах.

Композитная арматура ГОСТ 31938-2012 рассматриваемого типа изготавливается из стеклоровинта. Этот материал становится продуктом плавки алюмоборосиликатного стекла, которое разогревается до определенной температуры, а затем вытягивается в форме нити. Такой элемент имеет толщину не более 20-ти микрон. Далее такие заготовки пропитываются замасливателем и собираются в тугой пучок. Основой композитной арматуры ГОСТ могут выступать не только стеклянные, но и базальтовые волокна, реже применяют арамидные и углеродные. Стоит подчеркнуть, что государственный стандарт на данные виды продукции вступил в силу буквально несколько лет назад (в 2012), несмотря на то, что используется в нашей стране стройматериал уже больше десятка лет. За рубежом, в частности в Японии, Европе и Америке, аналогичные стандарты уже работают многие годы, что и стало основой для производителей до принятия документа.

Кроме указанного материала применяются и другие виды сырья:

  • смолы;
  • сплеточные нити, представляющие собой ровинт, обматывающий подготовленный стержень в форме рифлей, которые имеет стальная арматура ;
  • этиловый спирт;
  • ацетон;
  • дициандиамид.

Процесс изготовления продукции начинается после подачи 60-ти нитей ровинта при помощи шпулярника к натягивающему механизму. Далее устройство располагает в необходимом порядке элементы будущей базальтовой арматуры или иного вида и она просушивается. Затем проводится предварительный нагрев с использованием струи горячего воздуха. После этого разогретый ровинт погружается в ванну со специальным составом для пропитки. Далее заготовка вытягивается через специальные узлы (фильеры). В итоге формируется композитная арматура заданного диаметра, после чего поступает на следующую операцию, которую выполняет обмотчик. Данное устройство на стержень наматывает рифли необходимой толщины. Стоит подчеркнуть, что эти элементы могут быть толстыми, либо тонкими. Первый тип навивки предназначен для продукции с гладкой поверхностью, а тонкий – для изделий с песчаной присыпкой. После этого этапа композитная арматура ГОСТ 31938-2012 движется в туннельную печь, на входе в которую и располагают механизм, способный покрывать поверхность песком равномерно. В ходе этого этапа происходит ускоренная полимеризация смол. Далее горячая заготовка подается в ванну для охлаждения с потоком воды. Затем производство композитной арматуры подразумевает подачу ее на протягивающий механизм, на выходе из которого осуществляется порезка на элементы необходимой длины.

  • прочность при растяжении металла составляет 390 МПа, стеклопластика – 1300;
  • относительное удлинение достигает 25 и 2,2 процентов соответственно;
  • плотность в тоннах на кубический метр — по 7 и 1,9 единиц;
  • диаметры профилей из стали варьируются в пределах 6-80 мм, а сечение композитной арматуры – 4-25 мм;
  • форма поставки полимерных изделий зависит от пожеланий заказчика, для металла же этот аспект строго регламентирован ГОСТом, хотя и подразумевает несколько вариантов;
  • по экологичности оба вида материалов приемлемы, в частности, стеклопластиковая арматура относится к 4-му классу и расценивается, как малоопасная;
  • долговечность конструкций из стали расценивается в соответствии с нормами строительства, полимеры служат не менее полувека согласно нормативам;
  • по возможностям подбора альтернатив на основании физико-механических свойств, например, стальной арматуре диаметром 8 мм соответствует 4 мм композита, а 20-й – 16-я.

Если же сравнивать цены композитной арматуры с металлом, то особой разницы можно не увидеть, однако, выгода ее использования складывается из других ее параметров. В частности, это масса, которая ниже примерно в 9 раз при равных характеристиках, высокая сопротивляемость негативным факторам и прочие положительные стороны, которые были рассмотрены выше.

Если же вы уже определились с необходимостью купить композитную арматуру для своего проекта, то предлагаем ознакомиться с ценами различных проверенных производителей на портале «Мониторинг цен». На нашем сайте вы сможете сравнить цены композитной арматуры от различных поставщиков и выбрать производителя, который реализует все самые распространенные типоразмеры изделий из полимеров.

Которая появилась на строительном рынке относительно недавно, имеет как достоинства, так и недостатки, о которых обязательно должен быть осведомлен потребитель. Несмотря на заверения производителей в том, что данная продукция является полноценной заменой металлической арматуры, не во всех ситуациях ее применение можно считать обоснованным.

Что собой представляет арматура из стеклопластика

Так называемая композитная арматура – это стержень из стеклопластика, вокруг которого намотана углепластиковая нить, служащая не только для усиления конструкции такого изделия, но и для обеспечения его надежного сцепления с бетонным раствором. У арматуры данного типа есть как плюсы, так и минусы, и к ее использованию следует подходить очень взвешенно.

Элементами для фиксации углепластиковых арматурных прутков между собой служат пластиковые хомуты. Удобно, что для соединения элементов такой арматуры не требуется использование сварки, что, несомненно, является большим плюсом.

Оценивая целесообразность использования стеклопластиковой арматуры, необходимо рассмотреть все плюсы и минусы ее применения в отдельных ситуациях. Такой подход позволит обеспечить высокую эффективность этого материала как средства укрепления строительных конструкций различного назначения.

Если не учитывать характеристики стеклопластиковой арматуры и не сопоставлять их с параметрами аналогичных изделий, изготовленных из металла, можно нанести серьезный вред будущей строительной конструкции или элементам отделки. Именно поэтому прежде чем приступать к выбору элементов для армирования конструкций из бетона, следует разобраться, в каких случаях применение тех или иных изделий является более целесообразным.

Основные преимущества

Среди преимуществ, которыми отличается углепластиковая арматура, стоит выделить следующие.

  • Важным преимуществом стеклопластиковой арматуры является ее небольшой удельный вес, что дает возможность использовать ее для армирования легких конструкций из ячеистого бетона и некоторых других строительных материалов. Это позволяет значительно снизить вес конструкций, которые армируются с ее помощью. Между тем вес обычной бетонной конструкции при использовании стеклопластиковой арматуры снизится незначительно, так как сам строительный материал обладает внушительной массой.
  • Низкая теплопроводность также относится к преимуществам стеклопластиковой арматуры. При использовании такой арматуры в бетонных конструкциях не образуется мостиков холода (чего нельзя сказать об армирующих элементах из металла), что значительно улучшает их теплоизоляционные параметры.
  • Высокая гибкость стеклопластиковой арматуры позволяет отгружать ее заказчику в бухтах, а не нарезанной отдельными прутками. Благодаря компактной форме упаковки транспортировать такую арматуру значительно проще, для чего можно использовать багажник любого легкового автомобиля, а это серьезно сокращает расходы на доставку материала к месту выполнения строительных работ. Использование армирующих элементов, которые отгружаются не нарезанными прутками, а в бухтах, позволяет также снизить расходы материала за счет уменьшения количества нахлестов. Это положительным образом сказывается как на прочностных характеристиках будущей бетонной конструкции, так и на ее стоимости, что особенно важно при выполнении строительных работ.
  • Достаточно спорным считается такое преимущество стеклопластиковой арматуры, как ее долговечность внутри бетонной конструкции. Арматура из металла, находясь в изолированном состоянии, также не подвергается негативному влиянию внешних факторов, что обеспечивает долговечность ее использования.
  • Углепластиковая арматура – это диэлектрический материал, что является преимуществом изделий из данного материала. Проводящая электрический ток металлическая арматура больше подвержена коррозии, что негативным образом сказывается на ее долговечности.
  • По сравнению с армирующими элементами из металла, стеклопластиковые изделия не подвержены воздействию химически активных сред. Такое преимущество стеклопластиковой арматуры особенно актуально в случаях возведения строений в зимнее время, когда в бетон добавляются различные солевые растворы, ускоряющие процесс застывания.
  • Являясь диэлектриком, углепластиковая арматура не создает радиопомех внутри здания, в отличие от металлических прутков. Такое преимущество важно тогда, когда в бетонной конструкции имеется много армирующих элементов. В противном случае использование композитной арматуры не станет минусом, но будет не столь актуально.

Имеются у стеклопластиковой арматуры и недостатки, о которых также следует знать ее потенциальным потребителям.

Главные недостатки

Недостатки стеклопластиковой арматуры связаны со следующими ее характеристиками.

  • К минусам стеклопластиковой арматуры относится, в частности, то, что она не выдерживает воздействия высоких температур. В то же время сложно представить ситуацию, когда арматурный каркас, находящийся внутри бетона, может быть нагрет до температуры 200 градусов.
  • Достаточно высокая стоимость – это условный недостаток, если учитывать тот факт, что для армирования бетонных конструкций можно использовать стеклопластиковую арматуру меньшего диаметра в сравнении с изделиями из металла.
  • Арматура из углепластика плохо гнется. Этот недостаток ограничивает ее использование при создании укрепляющих каркасов для бетонных конструкций. Между тем выполнить гнутые участки арматурного каркаса можно и из стальных элементов, а затем нарастить их при помощи стеклопластиковых прутков.
  • Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо выдерживает нагрузки на излом, что очень критично для бетонных конструкций. Соответственно, их усиливающий каркас должен успешно выдерживать такие нагрузки, чем не может похвастаться арматура, выполненная из композитных материалов.
  • В отличие от металлического арматурного каркаса, стеклопластиковые изделия обладают меньшей жесткостью. Из-за этого недостатка они плохо переносят вибрационные нагрузки, возникающие при их заливке с помощью автомобильного миксера. При использовании такой техники арматурный каркас подвергается значительным механическим нагрузкам, которые могут вызвать его поломку и нарушение пространственного положения его элементов, поэтому к жесткости подобных бетонных конструкций предъявляются достаточно высокие требования.

Рассматривая преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры, сложно сказать, насколько она лучше или хуже изготовленной из металла. В любом случае к выбору этого материала следует подходить очень обоснованно, используя его для решения тех задач, для которых он действительно предназначен.

Сферы применения стеклопластиковой арматуры

Арматура, изготовленная из композитных материалов, правила укладки которой несложно изучить по соответствующим видео, используется и в капитальном, и в частном строительстве. Поскольку капитальное строительство осуществляется силами квалифицированных специалистов, которые хорошо знакомы с нюансами и недостатками применения тех или иных строительных материалов, остановимся на особенностях использования такого материала при возведении частных малоэтажных строений.

  • Арматура, изготовленная из композитных материалов, успешно используется для укрепления фундаментных конструкций следующих типов: ленточных, высота которых больше, чем глубина промерзания почвы, и плитных. Применение арматуры из углепластика для укрепления фундаментов целесообразно лишь в тех случаях, когда строение возводится на хорошем грунте, где бетонные основания не будут подвергаться нагрузкам на излом, которые стеклопластиковые элементы могут просто не выдержать.
  • При помощи стеклопластиковой арматуры укрепляют стены, кладка которых выполняется из кирпича, газосиликатных и других блоков. Следует отметить, что в качестве связующего элемента стен композитная арматура очень популярна среди частных застройщиков, которые используют ее не только для укрепления кладки несущих конструкций, но и для обеспечения их связки с облицовочными перегородками.
  • Этот материал активно используется и для связки элементов многослойных панелей. Структура последних включает в себя слой утеплителя и бетонные элементы, которые и связываются между собой при помощи стеклопластиковой арматуры.
  • Благодаря тому, что арматура рассматриваемого типа лишена такого недостатка, как подверженность коррозии, ее часто используют для укрепления различных гидротехнических сооружений (к примеру, плотин и бассейнов).
  • В тех случаях, когда необходимо эффективно увеличить жесткость клееных деревянных балок, их также укрепляют при помощи стеклопластиковой арматуры.
  • Используется этот материал и в дорожном строительстве: с его помощью укрепляют слой асфальтового полотна, который подвергается повышенным нагрузкам в процессе своей эксплуатации.
Резюмируя все вышесказанное, следует отметить, что применять стеклопластиковую арматуру можно достаточно эффективно, если учитывать ее недостатки и связанные с ними ограничения, которые оговариваются производителем.

Способна ли арматура из стеклопластика заменить аналоги из металла

Несмотря на то, что арматура, изготовленная из композитных материалов, является достаточно новым материалом на строительном рынке, уже можно найти множество рекомендаций (и даже видео) по ее применению. Учитывая данные рекомендации, можно сделать вывод о том, что применять стеклопластиковую арматуру лучше всего для укрепления стен, возводимых из кирпича и строительных блоков, а также для связи несущих стен с межкомнатными перегородками.

Разработанная еще в середине прошлого века в СССР, стеклопластиковая арматура (сокращенно АСП или СПА) начала масштабно использоваться сравнительно недавно. Популярность стеклотекстолитовые изделия приобрели благодаря снижению стоимости их производства. Малый вес, высокая прочность, широкие возможности применения и легкость монтажа сделали арматуру СПА хорошей альтернативой стальным пруткам. Материал прекрасно подходит для малоэтажного строительства, сооружения береговых укреплений, несущих конструкций искусственных водоемов, элементов мостов, ЛЭП.

Стеклопластиковая композитная арматура (АКС) представляет собой стержень, произведенный из стеклянного сплеточного нитевидного волокна (ровинга) прямого или скрученного, скрепленного особым составом. Обычно это синтетические эпоксидные смолы. Другой вид представляет собой стекловолоконный стержень с намоткой из углепластиковой нити. После намотки такие стекловолоконные заготовки подвергают полимеризации, превращая их в монолитный стержень. Стекловолоконная арматура имеет диаметр от 4 до 32 мм, толщиной от 4 до 8 мм упаковывается в бухты. Бухта содержит 100-150 метров арматуры. Также возможна нарезка в заводских условиях, когда размеры предоставляет заказчика. От технологии производства и связующего зависят прочностные характеристики стержня.

Варианты упаковки и транспортировки АСП.

Изготавливают материал методом протягивания. Стекловолокно, намотанное на бобинах, разматывают, пропитывают смолами и отвердителями. После этого пропускают заготовку через фильеры. Их назначение – отжим лишней смолы. Там же будущая арматура уплотняется и приобретает характерную форму с цилиндрическим сечением и заданным радиусом.

После этого еще на не отвердевшую заготовку наматывают по спирали жгут. Он необходим для лучшего сцепления с бетоном. Затем материал запекается в печи, где происходит процесс отвердения и полимеризации связующего. Из печи прутья направляется на механизм, где происходит ее протяжка. На современных заводах для полимеризации используются трубчатые печи. В них же удаляются летучие вещества. Готовую продукцию наматывают в бухты либо нарезают прутки необходимой длины (по предварительному заказу клиента). После продукция отправляется на склад. Также клиент может заказать арматуру с заданным углом изгиба.

Назначение и область применения

Стеклопластиковая арматура используется в различных отраслях промышленного и частного строительства, для обычного и предварительно напряженного армирования строительных конструкций и элементов, эксплуатация которых, проходит в средах с различной степенью агрессивного воздействия. Самые известные примеры использования.

  1. Армирование блочных, кирпичных стен и стен из газосиликатных блоков. Стеклопластиковая арматура показала весьма неплохие результаты при армировании данных конструкций. Основные плюсы: экономия средств и облегчение конструкций.
  2. В качестве связующего бетонных элементов, между которыми располагается утеплитель. СПА позволяет улучшить сцепление бетонных элементов.
  3. Для укрепления несущих элементов конструкций, которые подвержены воздействию факторов, вызывающих коррозию (искусственные водоемы, мосты, укрепительные сооружения береговых линий пресных и соленых естественных водоемов). В отличие от металлических прутьев, стекловолоконные не подвержены коррозии.
  4. Для армирования конструкций из клееной древесины. Использование арматуры из СПА позволяет в разы повысить прочность балок из клееного дерева и повысить жесткость конструкции.
  5. Возможно применение в строительстве ленточных заглубленных фундаментов для малоэтажных зданий, если они располагаются на твердых, неподвижных грунтах. Заглубление выполняется ниже уровня промерзания почвы.
  6. Для повышения жесткости полов в жилых домах и промышленных комплексах.
  7. Для повышения прочности и долговечности дорожек и дорожного покрытия.

Область применения стеклопластиковой арматуры.

Свойства арматуры из стеклопластика

Чтобы понять плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, необходимо знать ее свойства. Описание преимущества стеклопластиковой арматуры приведены ниже.

  1. По коррозионной стойкости прутья из стекловолокна почти в 10 раз превышают традиционные металлические. Изделия из стеклокомпозита практически не вступают в реакции с щелочами, соляными растворами и кислотами.
  2. Коэффициент теплопроводности 0,35 Вт/м С против 46 Вт/м С у стальных прутков, что исключает появление мостиков холода, и заметно снижает теплопотери.
  3. Соединение прутов из стеклокомпозита производится пластиковыми хомутами, вязальной проволокой и соответствующими фиксаторами без сварочного аппарата.
  4. Стеклопластиковая арматура – отличный диэлектрик. Это свойство используется еще с середины прошлого века при строительстве элементов ЛЭП, железнодорожных мостов и прочих конструкций, где электропроводящие свойства стали негативно влияют на работу приборов и целостность конструкции.
  5. Вес 1 метра стеклокомпозитной качественной арматуры в 4 раза меньше метрового стального прута равного диаметра при равной прочности на растяжение. Это позволяет в 7-9 раз уменьшить вес сооружения.
  6. Меньшая по сравнению с аналогами стоимость.
  7. Возможность бесшовной укладки.
  8. Величина коэффициента теплового расширения близка к коэффициенту теплового расширения бетона, что практические исключает возникновение трещин при перепадах температур.
  9. Широкий диапазон температур, при котором можно применять материал: от – 60 С до +90 С.
  10. Заявленный срок службы – 50-80 лет.

Арматура из стеклопластика в ряде случаев может успешно заменить стальную, но она имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать еще на стадии проектирования. Главные недостатки стеклопластиковой арматуры.

  • Низкая термостойкость. Связующее возгорается при температуре 200 С, что не существенно в частном доме, но недопустимо в промышленных объектах, где к конструкциям предъявляют повышенные требования огнеупорности.
  • Модуль упругости всего 56 000 МПА (для стальной арматурной проволоки порядка 200 000 МПа).
  • Невозможность самостоятельно согнуть прут под нужным углом. Изогнутые прутья изготавливают на заводе по индивидуальному заказу.
  • Прочность текстолитовых изделий со временем снижается.
  • Арматура стеклопластиковая обладает низкой прочностью на излом, которая со временем только усугубляется.
  • Невозможность создания твердого, жесткого каркаса.

Разновидности арматуры

Использование в строительстве стеклопластиковой арматуры требует ознакомления с видами данного материала. По назначению, материал делится на изделия:

  • для монтажных работ;
  • рабочую;
  • распределительную;
  • для армирования конструктивных элементов из бетона.

По способу применения АСП подразделяется на:

  • нарезанные прутки;
  • армирующие сетки;
  • арматурные каркасы.

По форме профиля:

  • гладкая;
  • рифленая.

Форма профиля стеклопластиковой арматуры.

Сравнительные характеристики СПА и стальной арматуры

Для того чтобы выбрать стекловолоконную арматуру либо стальную, необходимо наглядно сравнить два вида. Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры приведены в таблице.

Материал СПА Сталь
Прочность на разрыв, МПа 480-1600 480 -690
Относительное удлинение, % 2,2 25
Модуль упругости, МПа 56 000 200 000
Коррозионная стойкость Неподвержен коррозии В зависимость от сорта стали подвержен коррозии в большей или меньшей степени
Коэффициент теплопроводности Вт/м С 0,35 46
Коэффициент теплового расширения в продольном направлении, х10 -6/С 6-10 11,7
Коэффициент теплового расширения в поперечном направлении, х10-6/С 21-23 11,7
Электропроводность Диэлектрик Проводник
Прочность на излом Низкая Высокая
Оптимальный температурный диапазон от -60 С до +90 С Нижний предел от -196 С до -40 С; верхний предел от 350 С до 750 С
Срок службы, лет до 50 80-100
Способ соединения хомуты, фиксаторы, вязальная проволока вязальная проволока, сварка
Возможность изгиба прутьев в условиях стройки нет есть
Радиопрозрачность да нет
Экологичность Малотоксичный материал, класс безопасности 4 Нетоксичен

Особенности монтажа СПА

Свойства и технические характеристики СПА, делают материал практически идеальным для строительства дома своими руками. Для того, чтобы дом был прочным и прослужил нескольким поколениям семьи, важно грамотно выполнить монтаж стеклопластиковой арматуры, учитывая ее недостатки.

Горизонтальное армирование фундамента

Укладка СПА для армирования фундамента выполняется после установки опалубки и подготовки площади. После этого укладывают продольный слой прутьев. Для этого берут прутки диаметром 8 мм. На него укладывают поперечный. Для этого берут 6-ти миллиметровую СПА. Эти слои образуют сетку. Узлы соединения фиксируются затяжными хомутами либо вязальной проволокой, диаметр которой 1 мм, в 2 пояса. Соединения выполняют с помощью , который можно купить либо изготовить самостоятельно используя толстую проволоку. Для больших объемов работ рекомендуется пользоваться аппаратом для вязки с электроприводом.

Края сетки из прутков должны быть в 5 см от опалубки. Добиться необходимого расположения можно посредством фиксаторов либо обычных кирпичей. Когда сетка готова и расположена правильно, заливают бетонную смесь. Здесь необходимо соблюдать осторожность. Арматура для фундамента АСП не обладает такой твердостью, как стальная. При неосторожной заливке, она может прогнуться или сместиться с заданного положения. Если прутки сместятся, исправить ситуацию после заливки будет крайне сложно.

Для получения прочного фундамента без пустот, залитую бетонную смесь утрамбовывают строительным вибратором.

Как избежать проблем?

Основные проблемы, которые связаны с использованием прутков из волокон стекла, заключатся в некачественном/бракованном материале и неграмотном инженерном расчете конструкции. Проблемы могут возникнуть в строительстве дома, если не учтены характеристики используемой стеклопластиковой арматуры.

Избежать проблем во время и после строительства помогут точные расчеты, аккуратность выполнения работ, строгое соблюдение рекомендаций производителя по выбору и монтажу материала.

Проверить качество товара до приобретения возможно лишь визуально. Для этого следует обращать внимание на следующие моменты.

  • Производитель. Если товар приобретается не на заводе, необходимо запросить документацию на товар, подтверждающий его качество и заводской (не кустарный) вид производства.
  • Цвет. Однородный по всему прутку цвет говорит о качестве. Неравномерно окрашенное изделие означает, что была нарушена технология производства.
    • Коричневый цвет указывает на выгорание вещества.
    • Зеленый – о недостаточной термообработке.
  • Поверхность стержня должна быть без сколов, выемок, раковин и прочих дефектов, спиральная навивка – ровной, непрерывной, с постоянным шагом.
  • Несмотря на желание сэкономить, нужно помнить, что качественную стеклопластиковую арматуру не продают дешево. Слишком низкая стоимость говорит о малой прочности и недолговечности.

Применение стеклопластиковой арматуры в ряде случаев целесообразно вместо металлической арматуры. Иногда допустимо комбинировать металлические и стеклопластиковые прутки при сооружении одной конструкции. Чтобы впоследствии не сожалеть об использовании АКС, следует тщательно проводить расчеты будущих построек на стадии проектирования. Подбирают композитную арматуру аналогично стальной, учитывая ключевые параметры: прочность на изгиб, показатель прочности на разрыв и пр.

Возможность использования стекловолоконных прутков оценивается исходя из подвижности и типа грунта, требований пожарной безопасности, продольных и поперечных нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию. Например, на болотистых и подвижных почвах для армирования применяют металлическую арматуру. Стеклопластиковую арматуру просто сломают подвижки грунта ввиду ее малой прочности на излом.

Экспертное сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры

Перед тем как приступать к сравнению данных материалов следует понимать, что стеклопластиковая (или же композитная арматура) представляет собой нити из стекловолокна, которые между собой соединены эпоксидкой, она же эпоксидная смола. Подобный стержень покрыт полимерами, а насечками – ребрами является обсыпка из кварца. Благодаря этому стеклопластиковая арматура отличается в лучшую сторону от металлической.

Основные особенности стеклопластиковой арматуры:

Принимая во внимание огромный ассортимент и колоссальное разнообразие продукции, не будем заострять внимание на цифрах. Данные, которые здесь приведены усредненные, составленные на основе анализа разных типов арматуры, что представляется наиболее объективным.

Прочность.

Когда просматриваешь данные приведенные изготовителями, видишь, что прочность композитного прутка приблизительно в четыре раза больше. Однако большая часть внимания уделяется понятию «растяжение». Так как ясно, что пластик в любом случае эластичнее, чем металл, возникает вопрос, а насколько он хорошо реагирует на сжатие, изгиб? А ведь данные показатели не менее важны, ведь от них зависит долговечность и прочность любой конструкции из бетона.

Так как стеклопластик не относится к анизотропным материалам, то «поведение» материала практически целиком зависит от того, куда направлен вектор приложенной силы – нагрузка. Но как же он будет реагировать при чрезмерном сжатии или боковом воздействии? Очень многие специалисты задаются этим и другими вопросами, однако не получают ответа на них от производителей.

Надежность конструкции.

Ее обеспечивают не только показатели самого материала, но и их качественная сцепка. Здесь металл выигрывает у пластика. Ведь специалистам давно известно, что при наличии дефектов бетон со стекловолокном практически разваливается на куски или дает очень большие трещины.

Экономичность использования композита.

Стекловолокно гораздо экономичнее металла. Это видно если обратиться к некоторым факторам:

  1. удобство транспортировки – композитные материалы можно перевозить на легковом автомобиле, в то время как металлические прутки только на грузовой. Тут все конечно зависит от длинны прутков и их количества, но при стандартной длине и небольшой закупке спокойно можно использовать «Газель» вместо грузовика.
  2. снижение затрат на транспортировку, легковая машина дешевле, чем использование грузовой.
  3. сама стоимость каждого композитного прутка ниже, чем металлического приблизительно в два раза.

Также в качестве одного из «плюсов» производители указывают, что композитное волокно можно использовать с меньшим сечением, чем металлическое. Однако все указанные преимущества лишь подчеркивают, что стекловолокно прочно на разрыв, что делает это преимущество несколько сомнительным.

Бесспорные «плюсы» не требующие каких-либо дополнений:

  • стекловолокно очень устойчиво к коррозии;
  • совершенно не проводит электрический ток.

Из вышесказанного следует, что композитное волокно лучше всего подойдет для использования там, где нужны диэлектрики, ценится небольшой вес, хорошая гибкость, инертность к большей части химических агрессивных соединений, требуется производить работы с радиоэлектронными устройствами (не прерывает электромагнитные волны в отличие от металлических прутков).

Основные и самые важные недостатки стекловолокна

Так как композитное волокно появилось не так давно, еще не до конца разработана нормативная база для этого материала, что приводит к разногласиям и проблемам при ее использовании, отсутствуют правила регламентирующие монтаж, какие-либо методики. Есть рекомендации от производителей, но так как у каждого они свои, не совсем понятно, являются ли они правильными и объективными.

Существенно различается и технология изготовления стекловолокна, что приводит к разнице в использовании и тому, что все нормативно-правовые документы строятся на результатах экспериментов проводимых производителями, что также не является объективным и универсальным, подходящим для продукции, изготовленной другим производителем. По этой причине, если что-то все-таки пойдет не так, отстоять этот вопрос в судебных инстанциях будет весьма сложно.

Единственное, в чем сходятся все производители композитных материалов, — их не стоит использовать в балках, перекрытиях, плитах перекрытия, так как данные конструкции требуют высокой прочности на изгиб.

Также стекловолокно менее устойчиво к влиянию высоких температур, чем металлические пруты, что сильно снижает количество областей применения. Еще одним существенным минусом является сложность монтажа, так как нет возможности при соединении прутов использовать сварку.

Из всего выше перечисленного следует, что композитную арматуру можно спокойно применять в тех элементах, где в качестве покрытия основы используется штукатурный состав, делается армирующий каркас.

Для того чтобы точно знать, как правильно произвести монтаж того или иного вида композитного материала, следует в обязательном порядке обратиться к независимому специалисту. Это необходимо, чтобы тот оценил и подобрал подходящий бетон для приготовления раствора, для наиболее безопасного и удобного использования, учитывая смещения почвы, скачки температуры и многое другое.

Итоги сравнения металлической и стеклопластиковой арматуры

Использовать в строительстве жилых зданий композитную арматуру можно лишь в виде дополнительного каркаса или не менее важных, но не являющихся несущими конструкциями. Целиком и полностью заменить каркас из металла она не сможет. Исходя из ее особенностей, безопаснее и целесообразнее стекловолокно использовать при строительстве нежилых объектов и вспомогательных построек.

Более конкретную информацию о характеристиках и использовании стекловолокна можно прочитать в СНиП от 2003 года за № 52-01. Там указаны общие правила ее использования.

отзывы, виды и сфера применения, плюсы и минусы, цены

К композитной арматуре относят группу стержней на основе разнородных волокон, пропитанных термопластичным полимерным связующим, пропущенных сквозь специальную форму и охлажденных до достижения твердого и сверхпрочного состояния. Отзывы об этой разновидности неоднозначные, имея одинаковые с металлическими прутьями функции, она выигрывает в прочности, устойчивости к коррозии и агрессивным средам и превосходит ее в других факторах, но уступает в пластичности и термостойкости. В итоге целесообразность ее применения в первую очередь зависит от условий эксплуатации объекта, в идеале оно обосновано расчетом.

Оглавление:

  1. Характеристики композита
  2. Отзывы застройщиков
  3. Преимущества и недостатки арматуры
  4. Область использования
  5. Цены за бухту и п.м.

Описание

Основным стандартом, регламентирующим ТУ композитной арматуры, является ГОСТ 31938-2012. Согласно этому документу к ней относится продукт из двух и более отличных по фазе материалов, образующих в результате термической обработки цельную структуру и улучшающих свойства друг друга. В данном случае наполнителем являются стеклянные, базальтовые, арамидные или углеродные нити, а связующим – термореактивные смолы (ненасыщенные полиэфирные, эпоксидные, фенольные и другие аналогичные группы). Прочностные и эксплуатационные характеристики композитов зависят от основы, стандартный диаметр варьируется от 4 до 20 мм, к наиболее востребованным видам относят изделия от 6 до 12 мм.

Технология изготовления тоже бывает разной: арматурные прутья получают путем фильерной или безфильерной протяжки или разделения пропитанных волокон на мелкие пучки и соединения их в жгуты и канаты. С целью увеличения адгезии с частицами бетона наружная поверхность стержней покрывается песком или обматывается стеклянной нитью. По окончании процесса затвердевания форма арматуры остается неизменной, что исключает создание гнутых форм непосредственно на площадках. Поставляется в отрезном или намотанным в бухты виде. Больше информации вы найдете в статье Сравнение стеклокомпозитных и металлических арматурных прутьев.

Отзывы строителей и владельцев частных построек

«От родителей остался дом на берегу Волги, ежегодные паводки сильно разрушают все постройки – в первую очередь ржавеет металлический каркас в фундаменте, а после него раскрашивается бетон. При закладке нового основания под двухэтажную дачу решил купить композитную арматуру. Несмотря на всевозможные защиты бетона, влага все равно попадает внутрь, но сейчас нет никаких разрушений – просохло и все, так что итогом доволен».

Леонид, Нижний Новгород.

«Считаю главным недостатком композитной стеклопластиковой арматуры отсутствие простых нормативов, позволяющих обосновать ее расчет и закладку. Ее применение в ЖБИ четко оговорено в СНиП 52-01-2003, а характеристики – в ГОСТ 31938-2012, но при проектировании и выборе диаметра приходится руководствоваться данными производителя, сравнивающим ее с той или иной маркой стали. В результате ее покупают буквально «на глаз», что при строительстве несущих конструкций (фундамента, перекрытий, колонн) на мой взгляд недопустимо».

Константин, Иркутск.

«Использовал композитные прутки из стеклопластика при армировании стен газобетонного блока, остался доволен материалом. К плюсам отношу легкость, подходящий коэффициент теплопроводности и прочность, к минусам – невозможность создания гнутых форм, углы кладки пришлось усиливать металлом. Не уверен в обоснованности армирования стеклопластиком фундамента, все-таки нагрузки там другие, но для стен из пеноблоков – самое то, рекомендую этот вариант всем».

Федор, Новосибирск.

«При проектировании бани с бассейном на даче задумался о способах укрепления фундамента во влажных помещениях. Отзывы на строительных форумах указали на применение стеклопластиковой и базальтовой арматуры, вложения показались посильными. На всякий случай участок под печью я армировал металлом, все остальные – только композитными прутьями. Результатом доволен – они легче по весу, удобнее в работе и не ржавеют: 2 месяца пролежали во дворе под дождем без последствий. Единственное неудобство – их невозможно загнуть, а готовых П-образных и угловых изделий я не нашел».

Захар, Москва.

«При строительстве новой автомойки использовали стеклопластиковую арматуру и кладочную сетку на пол. Итогом довольны, недостатков не заметили. Из-за агрессивной среды от моющего средства и влаги в старом помещении весь металл в составе бетона разрушался уже через год, приходилось постоянно латать пол и стойки, здесь же 2 года и никаких нареканий».

Данил, Казань.

«Работал с базальтовыми арматурными прутьями при возведении основания бани на своем участке, впечатления остались неоднозначные. С ним не было проблем при вязке, из-за упаковки в бухте я легко нарезал целые отрезки нужной длины и заложил из них стандартный 4-стержневой каркас в ленточном фундаменте, стыки фиксировал вязальной проволокой с пластиковой оболочкой. По непонятной причине часть растрескалась и пришлось распаковывать запасную бухту. Каркас при заливке был неустойчивый, один человек не смог бы его удержать на нужном месте».

Сергей, Челябинск.

Добавить отзыв

Плюсы и минусы композита

К подтвержденным практикой и отзывами потребителей преимуществам неметаллической арматуры (больше отзывов о композитных прутьях можно найти в данном материале) относят:

  • Низкий вес (при равном диаметре композитные стержни в 4-5 раз легче стальных). Это свойство позволяет снизить нагрузку на конструкции и упрощает транспортировку и разгрузку продукции. Арматура малого сечения без проблем перевозится в своем авто в виде удобных бухт диаметром не более 1,8 м, 100 п.м легко поднимаются одним человеком.
  • Высокую удельную прочность. В этом плане стеклопластик превосходит сталь в 7-10 раз, что обосновывает применение композитной арматуры с меньшим диаметром на участках с равными ожидаемыми нагрузками.
  • Низкий коэффициент теплопроводности. По этой причине стеклопластиковые прутья рекомендуют купить при армировании кладки из пено- и газоблоков, их размещение внутри штроб исключает риск образования мостиков холода.
  • Низкую электропроводность: материал не создает наводящих токов и э/м полей и беспрепятственно пропускает радиоволны.
  • Равный с бетоном коэффициент температурного расширения, что положительно сказывается на трещиноустойчивости строительных конструкций.
  • Устойчивость к коррозии и влиянию агрессивных сред.
  • Стойкость к вибрационным и сейсмическим воздействиям. Сфера применения этой разновидности включает районы с подземными толчками до 7-9 баллов.
  • Экологическую безопасность, отсутствие в составе токсинов.

Согласно отзывам инженеров и строителей, главным недостатком материала считается низкий модуль упругости, в этом плане композит уступает стали в 3-4 раза. Плохая жесткость нивелирует высокую устойчивость к разрыву и ставит под сомнение целесообразность использования этой арматуры при сборке каркасов интенсивно нагружаемых конструкций, к примеру, плитных фундаментов или перекрытий.

Низкая жесткость наблюдается далеко не у всех видов композитов, у углепластика модуль упругости почти не уступает металлу, но такие сорта обходятся очень дорого.

К минусам относят:

  • Плохую пластичность, отсутствие возможности создания гнутых форм без специального оборудования.
  • Образование пыли и опасного мусора при разрезании прутьев, применение СИЗ при работе с ними обязательно.
  • Потерю формы при воздействии высоких температур. Показатель огнестойкости зависит от типа композитной арматуры: стеклопластиковая начинает плавиться при 150-160 °C, базальтовая – при 300, углеволокно – 600, но в целом они не соответствуют нормам пожаробезопасности и однозначно проигрывают в этом плане металлу.

Некоторые строители негативно оценивают отсутствие возможности сварного соединения (для его реализации требуются специальные фитинги) и, как следствие, возрастание сроков на вязку каркаса. Другие не считают это недостатком, обосновывая это технологией армирования фундаментов и остальных нагружаемых конструкций (стыки нужно связывать, а не сваривать). Но вот плохую пластичность безоговорочно относят к минусам, это свойство учитывается еще на стадии проектирования: все изгибы и аналогичные участки просчитываются заранее. Альтернативным вариантом является комбинирование стеклопластика и металла.

<h4Целесообразность использования композитных стержней

Сфера применения включает объекты промышленного, общественного и частного строительства, в том числе несущие бетонные конструкции, слоистые кладки, ремонтные и реставрационные работы. Купить эту разновидность рекомендуют:

  • В качестве арматуры для фундамента и стен при бетонировании их в зимнее время. Металл в данном случае не подходит из-за риска его разъедания противоморозными присадками в растворе. Это же относится к любым составам с ускорителями твердения.
  • При укреплении грунтового основания под водопропускными сооружениями, включая канализационные системы, септики, колодцы и аналогичные объекты.
  • При укреплении или сооружении откосов, оснований, насыпей, покрытий и остальных элементов дорог, часто посыпаемых технической солью и другими антигололедными реагентами.
  • В качестве альтернативы металлической в любых ЖБИ при высоком риске коррозии или воздействий агрессивных средств.
  • При бетонировании емкостей с химически активными веществами.
  • С целью усиления металлических армокаркасов.

Средняя стоимость композитной арматуры

Продукция реализуется без ограничений, спрос на нее непрерывно растет, на оптовые партии предоставляются скидки. Ориентировочные расценки приведены в таблице:

Тип арматуры Диаметр прутьев, мм Вес 1 п.м., кг Диаметр бухты, см Тип упаковки Цена за 1 п.м., руб Цена за бухту, рубли
Стеклопластиковая 4 0,025 85 Бухта в 100 м 12 650
6 0,055 105 14 950
8 0,09 125 17 1350
10 0,145 145 25 1950
12 0,19 165 Бухта в 50 м 40 1350
Базальтовая 4 0,03 85 Бухта в 100 м 18 900
6 0,06 105 20 1200
8 0,095 125 24 1850
10 0,155 145 50 2500

Что нужно знать строителям о арматуре LiteBar из стекловолокна

Стальная арматура

является важнейшим компонентом практически любого бетонного строительного проекта, обеспечивая жесткость и устойчивость конструкции. Однако надежность и прочность стали имеют недостатки, в том числе дополнительный вес и уязвимость к коррозии. LiteBar, инновационная арматура из стекловолокна от LiteForm, обладает многими преимуществами традиционной арматуры без каких-либо недостатков.

Что такое LiteBar?
Арматура из стекловолокна LiteBar является продуктом новаторского производственного процесса, в котором высококачественное стекловолокно сочетается с мощной смолой, в результате чего получается конструкционная арматура, которая значительно легче и прочнее стали.На самом деле каждый арматурный стержень LiteBar весит всего около 2,5 фунтов. Он также устойчив к коррозии и не проводит электричество, что делает его идеальным практически для любого бетонного строительного проекта.

Когда использовать LiteBar
Хотя арматура LiteBar из стекловолокна изготавливается из совершенно другого материала, применение LiteBar такое же, как и у традиционной стали. Устойчивость LiteBar к ржавчине и коррозии делает его особенно подходящим для сред с высокой влажностью, что может привести к ржавчине традиционной стальной арматуры.Благодаря своей прочности на растяжение и малому весу LiteBar подходит для плоских конструкций, парковок, плит на уклоне, стволовых стен, фундаментов и некоторых структурных применений. Заявка на вертикальное использование была отправлена ​​в Службу оценки ICC, и наши инженеры уже работают над документацией по качеству в соответствии с ICC-ES AC10. Пока этот процесс не будет завершен, следует проконсультироваться с инженером по поводу использования в стенах.

Несмотря на то, что LiteBar прочнее других арматурных стержней, его можно резать с помощью болторезных станков, шлифовальной машины или циркулярной пилы, что позволяет резать его в соответствии с вашими потребностями без каких-либо специальных инструментов.Поскольку LiteBar намного легче стали, он также является менее дорогой арматурой для транспортировки и с ним проще работать, что может помочь вашему проекту уложиться в график и в рамках бюджета.

В своей штаб-квартире в Саут-Сиу-Сити, штат Небраска, LiteForm производит смелые решения для подрядчиков и домовладельцев. Их сверхлегкая арматура и энергоэффективные высокопроизводительные строительные системы позволяют строителям по всей стране повышать эффективность своих проектов, экономя при этом значительное количество времени и денег.Посетите веб-сайт или Facebook, чтобы узнать больше об их арматурной продукции LiteBar, позвоните по телефону (402) 241-4402, если у вас возникнут вопросы, или просто посетите местный склад пиломатериалов, чтобы купить себе арматуру.

Руководство по проектированию стекловолокна и композитных материалов

Целью данного руководства по проектированию является предоставление некоторой общей информации о стекловолокне и композитных материалах, а также объяснение того, как проектировать изделия из этих материалов. Если у вас есть конкретные вопросы, свяжитесь с нашими инженерами из Performance Composites, и они с радостью вам помогут.

Композитные материалы

Композитные материалы изготавливаются путем объединения двух материалов, один из которых представляет собой армирующий материал (волокно), а другой — матрицу (смола). Комбинация волокна и матрицы обеспечивает характеристики, превосходящие любой из материалов, используемых по отдельности. Примерами композитных продуктов в природе являются дерево, бамбук и кость, а примером раннего искусственного композита является глина и солома, которые использовались более 10 000 лет.

Композитные материалы очень универсальны и используются в различных областях. Композитные детали обеспечивают превосходную прочность, жесткость и малый вес, и им можно придать любую форму. Идеальным применением являются большие конструкции сложной формы, такие как покрытия из стекловолокна. Композитные изделия идеально подходят для приложений, где требуется высокая производительность, таких как аэрокосмическая промышленность, гоночные автомобили, лодочный спорт, спортивные товары и промышленное применение. Наиболее широко используемым композитным материалом является стекловолокно в полиэфирной смоле, которое обычно называют стекловолокном.Стеклопластик легкий, устойчивый к коррозии, экономичный, легко обрабатывается, обладает хорошими механическими свойствами и имеет более чем 50-летнюю историю. Это доминирующий материал в таких отраслях, как судостроение и коррозионное оборудование, и он играет важную роль в таких отраслях, как архитектура, автомобилестроение, медицинское, рекреационное и промышленное оборудование.

Типичные композитные материалы могут быть изготовлены из таких волокон, как стекловолокно, углеродное волокно (графит), кевлар, кварц и полиэстер.Волокна бывают вуалевого мата, мата из коротких волокон, тканой ткани, однонаправленной ленты, двухосной ткани или трехосной ткани. Смолы обычно представляют собой термоотверждающиеся смолы, такие как полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные, полиуретановые и фенольные. Смолы начинаются как жидкость, полимеризуются в процессе отверждения и затвердевают. Массовое соотношение волокон к смоле может варьироваться от 20% волокон к 80% смолы, до 70% волокон к 30% смолы. Как правило, более высокое содержание волокон обеспечивает еще большую прочность и жесткость, а непрерывные волокна обеспечивают лучшую прочность и жесткость.Использование композитных материалов дает инженерам возможность адаптировать комбинацию волокон и смолы в соответствии с требованиями дизайна и работать лучше, чем стандартные материалы.

Композитные материалы заменяют металлы и пластмассы во многих отраслях промышленности, а композиты являются предпочтительным материалом для многих новых применений. См. таблицу 1 для сравнения стоимости и свойств коммерческих композитных материалов с алюминием, сталью и деревом.

 

ТАБЛИЦА 1
                                       Стекловолокно и полиэстер Графит и эпоксидная смола Древесина (дугласова пихта) Алюминиевые листы 6061 T-6 Стальные листы
Стоимость материала $/фунт 2 доллара.00-3.00 $9.00-20.00+ 0,80 $ 4,50–10,00 $ 0,50–1,00 $
Прочность, предел текучести (psi) 30 000 60 000 2 400 35 000 60 000
Жесткость (psi) 1,2 x 10 6 8 х 10 6 1.8 x 10 6 10 х 10 6 30 x 10 6
Плотность (фунт/дюйм 3 ) .055 .065 .02 .10 .30
Производственный процесс открытой формы

Наиболее распространенным производственным процессом для стекловолокна является процесс мокрой укладки или распыления с использованием измельчителя с использованием открытой формы.Форма детали определяется формой литейной формы, а поверхность литейной формы обычно соприкасается с внешней стороной детали. Сначала на форму наносят разделительный состав, чтобы предотвратить прилипание детали из стекловолокна к форме. Гелькоут, представляющий собой пигментированную смолу, наносится на форму для придания цвету детали. Затем стекловолокно и смола наносятся на форму, и стекловолокно сжимается роликами, которые равномерно распределяют смолу и удаляют воздушные карманы. Несколько слоев стекловолокна наносятся до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина.Как только смола затвердеет, деталь вынимается из формы. Излишки материала обрезаются, и деталь готова к покраске и сборке. Существуют также закрытые формы для изготовления деталей из стекловолокна.

Процесс вакуумной инфузии (облегченный RTM)

Процесс вакуумной инфузии (VIP) — это метод, в котором используется вакуум для втягивания смолы в ламинат. Процесс выполняется сначала путем загрузки волокон ткани и материалов сердцевины в форму, а затем либо с помощью вакуумного мешка, либо с помощью контрформы, чтобы закрыть форму и создать вакуумное уплотнение.Вакуумный насос используется для удаления всего воздуха из полости и уплотнения волокон и материалов сердцевины. Все еще под вакуумом в полость формы вливается смола, чтобы смочить волокно. Расположение вакуумных портов и точек ввода смолы необходимо тщательно спланировать, чтобы обеспечить полную инфузию смолы. Преимущество процесса вакуумной инфузии заключается в создании ламината с очень высоким содержанием волокон (до 70% волокон по весу), что позволяет получить очень прочную и жесткую деталь при минимальном весе.Вакуумная инфузия также является эффективным производственным процессом для сложного ламината с большим количеством слоев волокон и материалов сердцевины.

Процесс производства препрега

Препрег

— это ткань, предварительно пропитанная смолой (обычно эпоксидной). Смола отверждается до стадии B, создавая гель, который не является ни жидким, ни твердым. Материалы препрега необходимо хранить в замороженном состоянии, чтобы предотвратить его полное отверждение. Препрег разрезают на формы и наносят на форму слоями.Затем на материал помещается вакуумный мешок, и вакуумный насос вытягивает весь воздух, сжимает слои вместе и уплотняет материалы. Затем загруженную форму помещают в печь, в которой смола разжижается, чтобы она смачивала волокна. При повышении температуры смола полимеризуется и затвердевает. Преимуществом препрега является очень жесткий контроль соотношения волокон, малое количество пустот и точное расположение ткани и однородность толщины. Препреги обычно используются для аэрокосмической продукции и легких деталей с высокими эксплуатационными характеристиками.


Информация о конструкции

Как и любой материал, стеклопластик имеет преимущества и недостатки; тем не менее, в таких областях применения, как коррозия, мелкосерийное и среднесерийное производство, очень большие детали, контурные или закругленные детали и детали, требующие высокой удельной прочности, предпочтительным материалом является стекловолокно. Стекловолокно — идеальный материал для конструктора, потому что детали могут быть адаптированы для обеспечения прочности и/или жесткости в необходимых направлениях и местах путем стратегического размещения материалов и ориентации направления волокон.Гибкость конструкции и производства стекловолокна дает возможность консолидировать детали и включать в них множество функций, чтобы еще больше снизить общую стоимость детали. Некоторые общие рекомендации по проектированию перечислены ниже:

Толщина материала           Обычно в диапазоне от 1/16 до 1/2 дюйма. Можно использовать сэндвич-конструкцию для получения более легких и жестких деталей.
Угловой радиус Рекомендуется 1/8″ или больше
Форма Дублирует форму формы.Можно сильно контурировать. Поднутрения могут быть размещены с использованием многокомпонентных пресс-форм.
Размерный допуск Сторона инструмента может быть + 0,010 дюйма от инструмента
Сторона без инструмента + 0,030 дюйма
Поверхность Сторона, обращенная к инструменту, может быть класса A
Сторона, обращенная к инструменту, будет шероховатой, но ее можно сгладить
Можно покрасить гелем или использовать любой другой
Усадка

.002 в/в

Электрические свойства RF Прозрачный
Отличные изоляционные характеристики
Может обеспечивать экранирование электромагнитных помех за счет проводящего покрытия
Огнестойкие Имеются огнезащитные смолы, отвечающие различным спецификациям ASTM или UL
Коррозия Имеются смолы для защиты от коррозии, особенно для горячих солевых растворов, большинства кислот, щелочей и газообразного хлора

 

Механика и анализ композиционных материалов

Механические свойства металлов и пластмасс изотропны (одинаковая прочность и жесткость во всех направлениях).Механические свойства композиционных материалов анизотропны (разная прочность и жесткость в зависимости от направления волокон и нагрузки). Разница между изотропными и анизотропными свойствами усложняет анализ конструкции композита, но большинство программ МКЭ имеют возможности для анализа композитов. Анизотропное свойство композитных материалов позволяет инженеру адаптировать композитные материалы для добавления прочности и жесткости только в тех областях и направлениях, где это необходимо, тем самым снижая вес и стоимость.Наши инженеры будут рады помочь вам с анализом и проектированием.

Инструменты

Инструменты или формы используются для определения формы деталей из стекловолокна. Деталь из стекловолокна подхватит все формы и особенности форм; поэтому качество детали сильно зависит от качества пресс-формы. Формы могут быть как мужскими, так и женскими. Охватывающие пресс-формы являются наиболее распространенными, и они производят деталь с гладкой внешней поверхностью, в то время как охватываемые пресс-формы производят гладкую внутреннюю поверхность (см. рисунок ниже).

 

Для очень коротких производственных циклов (менее 10 деталей) временные формы могут быть изготовлены из дерева, пенопласта, глины или гипса. Эти формы экономичны и могут быть изготовлены быстро, что позволит изготавливать недорогие прототипы деталей. Для крупносерийного производства формы обычно изготавливаются из стекловолокна. Эти формы имеют ожидаемый срок службы более 10 лет и более 1000 циклов. Формы из стекловолокна недороги и обычно стоят в 6-10 раз дороже самой детали.

Форма является зеркальным отражением детали. Для создания формы требуется мастер (заглушка). Мастер может быть реальной деталью или может быть изготовлен из дерева, пенопласта, гипса или глины. Точная форма и отделка мастера будут перенесены в форму. После того, как мастер готов, его полируют, натирают воском, и на мастере создается форма. Технология изготовления формы аналогична изготовлению детали из стекловолокна, за исключением того, что для изготовления прочной формы с низкой усадкой и хорошей размерной стабильностью используются вспомогательные материалы (гелевое покрытие, смолы и ткань).После ламинирования формы ее укрепляют деревянной, стекловолоконной или металлической конструкцией, чтобы она сохраняла правильную форму. Затем форму снимают с мастера и запускают в производство.

 

 

GRP Преимущества и недостатки | Плюсы и минусы

Это прочный материал, способный выдерживать внешние условия с очень небольшим износом. Многие изделия из стеклопластика, включая решетки и поручни , обычно устанавливаются снаружи в местах с высокой проходимостью или с большими объемами ежедневного движения.Цвета, используемые в GRP, проходят процесс пигментации, а это означает, что они не выцветают и не обесцвечиваются независимо от того, где используется продукт. Это означает, что нет необходимости в окраске распылением или добавлении цвета.

  1. Доступный

Часто материалы, используемые в строительстве или для строительства, могут быть дорогими. Но с GRP вы получаете отличное соотношение цены и качества. Мало того, что GRP доступен по цене, он также практически не требует технического обслуживания или ремонта, что позволяет сэкономить на дополнительных расходах.Кроме того, GRP служит долго, а это означает, что нет необходимости тратить больше денег на замену этого продукта на регулярной основе.

  1. Универсальный

В результате процесса формования, которому подвергается стеклопластик, он может принимать форму любого контейнера. Это гарантирует, что все изделия из стеклопластика изготовлены точно по размеру, что гарантирует идеальную посадку. Не только это, но и позволяет GRP быть гибким в соответствии с любой спецификацией. Это делает его чрезвычайно универсальным материалом для использования.

  1. Стойкий к коррозии

Смолы, используемые в GRP, обладают коррозионной стойкостью в широком диапазоне pH. Хотя стеклопластик устойчив к коррозии по отношению к ряду различных химических веществ, при необходимости вы можете запросить результаты испытаний для всех химических веществ.

  1. Устойчивость к УФ-излучению

Изделия из стеклопластика изготавливаются с использованием высококачественного УФ-ингибитора, предотвращающего любую деградацию под действием УФ-излучения.

  1. Долговечность

Все изделия из стеклопластика чрезвычайно долговечны.Все они способны противостоять любому износу, давлению или повреждению. Это означает, что все изделия из стеклопластика долговечны и остаются в хорошем состоянии. В отличие от других материалов, которые могут изнашиваться, изделия из стеклопластика долговечны независимо от среды, в которой они установлены.

  1. Уэзерс Колодец

Уникальные свойства стеклопластика означают, что состояние продукта практически не ухудшается под воздействием погодных условий. GRP может находиться снаружи, независимо от дождя или яркого солнца, и оставаться неповрежденным и незатронутым окружающей средой.

  1. Противоскользящее покрытие

Стеклопластик может быть изготовлен с различными видами отделки. Одной из самых популярных является противоскользящая поверхность, которая обеспечивает сцепление и устойчивость даже во влажном состоянии. В отличие от стали, которая может стать опасной во влажном состоянии, стеклопластик остается безопасным и надежным продуктом для использования в любых мокрых или влажных условиях.

  1. Низкая остаточная стоимость

Стеклопластик имеет низкую остаточную стоимость в строительстве, в отличие от меди и стали, что означает, что ваши изделия из стеклопластика вряд ли будут украдены и проданы.

 

 


Как видно здесь, преимущества для GRP намного перевешивают недостатки. Однако, как и в случае с любым другим материалом, всегда нужно учитывать, когда дело доходит до принятия решения о том, подходит ли этот материал для вашего конкретного применения. Убедитесь, что вы полностью понимаете свои потребности и требования, и изучите продукт и материал, которые вы планируете использовать.

Если вы хотите узнать больше о GRP, посетите нашу страницу часто задаваемых вопросов по GRP для получения дополнительной информации или свяжитесь с нами сегодня, и мы с радостью ответим на любые ваши вопросы.

Назад к основам: углеродное волокно, стекловолокно и кевлар/арамид

В то время как многие наши читатели и клиенты знают свои композитные материалы как свои пять пальцев, есть много новичков, с которыми мы ежедневно общаемся, которые плохо знакомы с миром композитов. Сегодня мы решили вернуться к основам и рассмотреть три основных волокна, используемых в композитах. Думайте об этом, как о новой встрече со старым другом, которого вы хорошо знаете, но с которым давно не разговаривали.

Углеродное волокно широко известно как лучший выбор для аэрокосмических и промышленных применений благодаря его высокой прочности на растяжение, низкой плотности, высокой жесткости и теплопроводности. Фактически, углеродные волокна обеспечивают самую высокую прочность материала по сравнению с вариантами из кевлара или стекловолокна. Он превосходит сопоставимые волокна по прочности к весу и категории жесткости. По этой причине он заменяет сплавы в аэрокосмических компонентах, в которых раньше использовался алюминий или титан.Композиты из углеродного волокна превосходно сохраняют допуски на размеры при приложении нагрузки. Хотя эти свойства замечательны, это также приводит к тому, что ламинаты из углеродного волокна внезапно ломаются или раскалываются при превышении максимальных значений. Углеродное волокно плохо поглощает энергию, однако передает эту энергию по своим волокнам к другим источникам. (Хорошо или плохо, в зависимости от применения) Лучше всего использовать с эпоксидными смолами для достижения максимальных свойств. Хотя для производства не требуются специальные инструменты и процессы, вакуумное оборудование значительно повысит качество ламината из углеродного волокна.

Общие области применения: высокопроизводительные авиационные и аэрокосмические конструкции, дроны, скелетные трубы, спойлеры, лодки, спортивные товары (ракетки, клюшки, биты, палки, стрелы, велосипеды), элементы жесткости, гоночные детали, высококачественные автомобильные панели, электроника, медицинская визуализация, Музыкальное оборудование, удочки и комплектующие

Преимущества На что обращать внимание:
Самая высокая прочность на растяжение / сжатие
Самая высокая прочность по отношению к весу

Самый жесткий

Низкий коэффициент теплового расширения

Высокие свойства экранирования электромагнитных помех

Высокая стоимость
Вызывает коррозию металлов при контакте с углепластиком

Внезапно ломается

Электропроводящий

Низкая ударная вязкость

 

Стекловолокно сегодня является наиболее часто используемым типом ткани в композитах.Низкая стоимость стекловолокна и в целом сильные физические свойства делают его рабочей лошадкой как для экономных любителей, так и для профессионалов. Стекловолокно присутствует почти во всех отраслях промышленности, известных человеку. Композиты из стекловолокна по-прежнему будут производить прочные и легкие детали, которые можно использовать в самых разных областях. Сегодня в композитах используются 2 основных типа стекловолокна.

При первоначальном использовании стекловолокна E-Glass производилось для электрических целей, поскольку оно не проводит электричество.Этот более дешевый вариант сегодня широко используется во многих приложениях и, помимо прочего, используется в качестве интерфейса для вторичного соединения деталей из углеродного волокна с металлическими деталями.

S-Glass обозначается усиленным стекловолокном. Обладает ~20% прочностными характеристиками, более жесткий и ударопрочный. Несмотря на более высокую стоимость по сравнению с E-Glass, оно может обеспечить лучшую экономическую эффективность в зависимости от приложения или структурных потребностей.

Часто в конструкции используются оба типа стекла.Известно, что S-стекло отлично подходит для наружных слоев конструкции, поскольку оно обеспечивает жесткость и прочность конструкции. Затем Е-стекло усиливает и обеспечивает поглощение энергии композитом. Стекловолокно можно использовать со всеми термореактивными смолами. (полиэстер/винилэстер/эпоксидная смола)

Общие области применения: лодки, изоляция, автозапчасти, бассейны, водные горки, трубопроводы, градирни, противоскользящее покрытие, аэрокосмическая промышленность, рыболовные удочки, сосуды под давлением

Преимущества На что обращать внимание:
Лучшее соотношение цены и качества
Высокая прочность на растяжение

Высокое поглощение энергии

Высокая доступность в различных шаблонах

Широко используется, обширная база знаний

Химически и влагостойкий

Самый широкий выбор типов смол

Электроизоляционный

Самое низкое отношение прочности к весу
Сравнительно более низкая прочность, чем у CF

Менее жесткая, чем CF и кевлар

Кевлар — самый легкий и прочный тип ткани, широко используемый в композитной промышленности.Сегодня используется только в качестве ткани в пуленепробиваемых жилетах, ударопрочном и устойчивом к порезам защитном снаряжении, а также используется в качестве антипирена. Кевлар имеет наибольшее преимущество между использованием в качестве ткани или композита. В композитной форме кевлар используется для производства структур, которые обеспечивают наилучшие характеристики сопротивления ударам и истиранию по сравнению с другими волокнами. Кевлар заполняет промежуток жесткости между стекловолокном и углеродным волокном. Кевларовое волокно обеспечивает высокопрочное армирование. Кевлар трудно резать и обрабатывать, если не используются правильные инструменты.Детали из кевларового композита почти всегда окрашиваются, так как кевларовый композит со временем разрушается под воздействием ультрафиолетового излучения и солнечного света.

Общие области применения: высокопроизводительные авиационные и аэрокосмические конструкции, бронежилеты, доски для серфинга, защита для автоспорта, каяки, каноэ и сосуды под давлением, транцы корпуса лодок, детали кузова автомобилей

Преимущества На что обращать внимание:
Самый легкий вес/плотность
Самая высокая прочность

Максимальное поглощение энергии (+вибрация)

Высочайшая ударопрочность

Высочайшая устойчивость к растрескиванию

Отношение высокой прочности к весу

Химически стойкий

Высокий уровень работоспособности

Низкая прочность на сжатие
Волокна впитывают воду (~3.5%)

Высокая стоимость

Самая сложная задача для обработки/резки/подготовки

Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению

Все композитные волокна имеют явные преимущества и недостатки. Даже с учетом приведенной выше информации выбор волокна компонента может быть сложным. Однако нельзя сказать, что компонент или конструкция не могут быть изготовлены из лучших материалов.

Возьмем, к примеру, каяк, используя кевлар в качестве материала, что позволит получить легкий, поглощающий энергию каяк.Однако он может быть не очень прочным, если он разбивается о камень, что приводит к повреждению от сжатия. Использование слоя стекловолокна S-Glass снаружи, армированного слоем стекла, может значительно увеличить срок службы каяка. Использование легкого преимущества кевлара во внутренних слоях может создать лучший каяк из когда-либо виденных. Каяк из углеродного волокна сам по себе обеспечит снижение веса, поскольку соотношение прочности и веса является лучшим и позволяет создать очень жесткий и прочный корпус. Каяк в конечном итоге будет очень дорогим и все же может не обеспечить ударопрочность и сопротивление усталости, необходимые для долгой жизни.Также производятся гибридные материалы с использованием CF/FG и кевлара/CF. Использование гибрида кевлар/CF может привести к созданию легкого каяка, в котором используются преимущества прочности обоих материалов, он является жестким, но при этом способен поглощать энергию.

Прелесть композиций в том, что для достижения цели может быть тысяча различных способов. Композиты дают миру возможность использовать творческий подход для решения проблем с использованием бесконечного множества переплетений, волокон, пряжи, саржи и смол.

Характеристика Углеродное волокно Кевлар Стекловолокно
Стоимость 1 3 10
Прочность на растяжение 10 8 7
Сопротивление весу 10 9 5
Прочность на сжатие 10 3 6
Жесткость 10 6 6
Сопротивление усталости 6 10 8
Стойкость к истиранию 7 10 7
Обработка 7 6 10
Проводящий Да
Разъедает металлы Да
Термостойкость 10 10 10
Влагостойкий 10 5 10
Химическая стойкость 10 7 10
Стойкость к ультрафиолетовому излучению Да Да

Преимущества и недостатки теплопроводной силиконовой прокладки с односторонним усилением из стекловолокна

Хотя на рынке широко используется традиционная термосиликоновая прокладка, но для некоторых специальных применений необходимо добавить слой ткани из стекловолокна на поверхность или внутрь.Есть много ролей добавления ткани из стекловолокна, конечно, есть свои преимущества и недостатки. Сегодня нам предстоит проанализировать преимущества и недостатки односторонней силиконовой термопрокладки, армированной стекловолокном.

Преимущества одностороннего армирования стекловолокном:

1, Повышение прочности . Обычная термосиликоновая прокладка не содержит армирующего материала, она изготовлена ​​из керамического порошка оксида алюминия, текстура обычной термосиликоновой прокладки мягкая, если не обращать внимания во время процесса, ее будет легче повредить, но с одним двусторонний армированный стекловолокном материал, он не сломается.

2, Конструкция удобная, не поддается деформации . Односторонний армированный стекловолокном материал может компенсировать недостатки деформации. Благодаря этому слою одностороннего материала, армированного стекловолокном, материал не будет деформироваться. Персонал производственной линии может собирать быстрее и удобнее. Это очень оперативно.

3, Улучшенный контроль допусков по длине и ширине . Инженер может использовать это свойство для контроля размера сборки, то есть допуски по длине и ширине можно хорошо контролировать в требуемом диапазоне, поэтому не произойдет деформации теплопроводной прокладки, размер которой увеличивается во время применения, что приводит к невозможности вписаться в первоначальную структуру проекта.

4, Высокая износостойкость . Одностороннее армирование стекловолокном увеличивает износостойкость, например, поверхность некоторых конструкций имеет винты или конструкционные детали, которые должны выполнять тянущее действие, поэтому легко повредить при использовании обычной термосиликоновой прокладки, и если вы добавите слой односторонней армированной стекловолокном пленки, вы можете хорошо решить эту проблему. Один из наших клиентов использует одностороннюю термопрокладку Baisontech, армированную стекловолокном, которая необходима для тягового действия, но, несмотря на это механическое действие, односторонняя армированная стекловолокном пленка может решить проблему перегрева продукта.

 

Дефекты одностороннего армирования стекловолокном:

1, Повышение термостойкости . По сравнению с обычной термосиликоновой прокладкой, изготовленной порошком, односторонняя силиконовая прокладка, армированная стекловолокном, имеет более низкую теплопроводность. Одностороннее армирование стекловолокном само по себе повысит термическое сопротивление, в результате чего теплопроводность будет ниже.

2, Не может полностью поглотить неровный зазор .Если это односторонняя термопрокладка, армированная стекловолокном, поскольку на одной стороне есть слой ткани из стекловолокна, эффект теплопроводности радиатора или тепловой контакт не будут такими идеальными. Только подойдя ближе, тепловой эффект будет лучше. Конечно, если это плоский интерфейс, влияние этой посадки можно игнорировать, если это неровная поверхность, влияние этой посадки относительно велико. Если не удается полностью поглотить неровный зазор, эффект теплопроводности будет относительно плохим.

3, Производственно-перерабатывающий комплекс .Процесс производства односторонней термопрокладки, армированной стекловолокном, относительно сложен. Поскольку добавление слоя ткани из стекловолокна внутрь требует полной осторожности, чтобы убедиться, что термопорошок и ткань из стекловолокна плотно прилегают друг к другу и не вызывают отслоения при длительном использовании. Во время обработки ткань из стекловолокна увеличит рабочее время, трудность, потери.

 

4, Стоимость относительно выше . Односторонняя теплопроводная силиконовая прокладка, армированная стекловолокном, имеет более высокую стоимость, чем обычная термопрокладка, в основном из-за того, что сама ткань из стекловолокна требует дополнительных затрат и сочетается с производственным процессом и технологическим комплексом.Так что стоимость выше. Для покупателей более высокая стоимость сама по себе является недостатком, но в целом ее преимуществ больше, чем недостатков.

Влияние процесса ламинирования пластика, армированного стекловолокном, на здоровье органов дыхания в яхтостроительной промышленности

Реферат

Цели:

Производство пластика, армированного стекловолокном (FRP), было связано со случаями тяжелой обструкции дыхательных путей и повышенным риском респираторной смертности . Но конкретный риск содержания работы не ясен.В этом исследовании оценивалось влияние процесса ламинирования FRP на здоровье дыхательных путей.

Методы:

Анкета использовалась для оценки респираторных симптомов у рабочих двух яхтостроительных заводов. Досменную (07:30–08:30) и послесменную (17:00–18:00) функцию легких измеряли, а послесменную мокроту собирали в первый день недели. Участники были сгруппированы в ламинаторы FRP и не ламинаторы. Линейная и логистическая регрессия использовалась для исследования влияния процесса ламинирования на функцию легких.

Результаты:

У ламинаторов была более высокая распространенность хронического кашля, более низкий объем форсированного выдоха до смены в первую секунду (ОФВ1) и ОФВ1/сила жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) (-3,3% и -1,5%), более низкий пост- смещение ФЖЕЛ и ОФВ1 (-3,6% и -4,9%), а также большее снижение ФЖЕЛ после смены (-2,1%) по сравнению с пациентами без ламинирования. У ламинаторов также был более высокий риск раннего обструктивного и общего (обструктивного плюс рестриктивного) ухудшения функции легких, а также снижения ФЖЕЛ после смены >10% [отношение шансов (ОШ) 5.98, 4,98 и 3,87 соответственно). У них также был более высокий процент нейтрофилов и лимфоцитов в индуцированной мокроте.

Заключение:

Ламинаторы должны проходить регулярные проверки респираторных симптомов и функции легких. Необходимы дальнейшие токсикологические исследования для выявления конкретного возбудителя в процессе ламинирования FRP.

Ключевые слова: индуцированная мокрота, процесс ламинирования, ламинатор, функция легких, респираторный симптом, стирол. поражение мелких бронхиол (1, 2).Двое из них получили трансплантацию легких, а один умер в ожидании донора органов. Эти случаи повторили результаты прошлых когортных исследований. Два исследования, в которых участвовала большая группа рабочих 30 заводов по производству армированных пластиков в США, выявили повышенный риск смертности из-за незлокачественных респираторных заболеваний, особенно обструктивных заболеваний дыхательных путей (3, 4). В другом когортном исследовании сообщалось о повышенном риске смертности из-за кода «Пневмокониоз и другие респираторные заболевания» в США, производящей лодки из армированного пластика (5).Однако датская когорта не показала такого же риска (6).

Помимо отчетов о случаях заболевания и анализа реестра смертей, эпидемиологические обследования с использованием тестов функции легких и других биомаркеров могут предоставить патофизиологическую информацию для недиагностированных и субклинических случаев. Эпидемиологические исследования состояния органов дыхания у работников производства пластмасс, армированных стекловолокном (FRP), остаются ограниченными. Поскольку стирол является одним из наиболее распространенных летучих соединений, используемых в FPR, и является активным разбавителем полиэфирной смолы (концентрация 36–45 % по весу), он вызывает серьезную озабоченность (7).Предыдущие данные о влиянии воздействия стирола на функцию легких неоднозначны. Helal et al (8) и McCague et al (9) сообщают о связи воздействия стирола и обструктивного нарушения функции легких среди рабочих на заводах по производству FRP. Однако Lorimer et al (10) не сообщают об обструктивных или рестриктивных нарушениях функции легких у рабочих, занятых в производстве стирольных мономеров или полимеров. Неизвестно, связаны ли наблюдаемые эффекты функции легких со стиролом или добавками, используемыми в FRP.Другое исследование сообщает о повышенном воспалении легких среди рабочих, подвергшихся воздействию пыли FRP, связанной с процессами резки, шлифовки и отделки (11). Какой трудовой процесс наиболее опасен для легких, до сих пор неясно.

Выявление риска для здоровья конкретной группы с аналогичным воздействием является важным шагом в области гигиены труда. В свете предыдущих историй болезни, каждый из которых включает ручное вытирание клея и укладку FRP, мы провели это исследование, чтобы оценить респираторные эффекты, связанные с процессом ламинирования.

Методы

Группа проектирования и исследования

В 2011 г. (завод A) и 2015 г. (завод B) было проведено поперечное исследование двух заводов по производству яхт на Тайване. К участию были приглашены все сотрудники (68 на заводе А и 54 на заводе В), включая административный персонал. Институциональный наблюдательный совет больницы Национального Тайваньского университета одобрил протокол исследования (201110017RC), и каждый участник дал информированное согласие. Проводили предсменное (07:30–08:30) и послесменное (17:00–18:00) исследование функции легких, сбор послесменной мокроты производили по понедельникам – в первый рабочий день рабочего дня. неделю.Каждый участник получил два измерения функции легких и один сбор мокроты. Все участники ответили на вопросник, в котором были представлены демографические данные, респираторные симптомы, привычки курения и медицинские диагнозы.

Измерение концентрации стирола

В ходе исследования измерялась концентрация стирола в воздухе. На заводе А сначала был проведен стационарный мониторинг с использованием фотоионизационного детектора (ФИД) для измерения концентрации общих летучих органических соединений вблизи процесса ламинирования в сочетании с отбором проб воздуха канистрами в течение 40 минут.Воздух из канистр был дополнительно проанализирован на концентрацию различных химических веществ, включая стирол, с помощью ГХ-МС. Было проведено восемь повторов мониторинга пары ФИД-канистры, и была получена формула оценки стирола по значениям ФИД. Затем мы измеряли общее количество летучих органических соединений с помощью ФИД в течение 10 минут вблизи зоны дыхания ламинаторов, выполнявших ламинирование. В общей сложности было проведено 36 человеко-раз PID-мониторинга среди 13 ламинаторов. Затем их воздействие стирола оценивали по значениям PID.На заводе Б пробы стирола отбирались персональными активными пробоотборниками с трубками с активированным углем в течение семи часов во время работы и анализировались методом ГХ-ПИД. Мы провели 47 измерений, в том числе 9 для работ по ламинированию, 12 для администрирования, 9 для работ по дереву, 6 для шлифовальных работ и 11 для технического обслуживания. Концентрации стирола выражали в частях на миллион (ч/млн) (1 ч/млн = 4,26 мг/м 3 ).

Процессы ламинирования, шлифования и деревообработки на двух заводах были схожими, и сотрудники, задействованные в этих трех процессах, работали в одной и той же структуре здания каждого завода.Завод А и завод Б были полуоткрытыми. Рабочие, занимающиеся ламинированием (ламинаторы), обычно стояли внутри деревянной формы яхты и неоднократно с помощью валиков пропитывали смолой и послойно накатывали ее на стеклоровинг. Иногда ламинаторам нужно было входить в более ограниченные отсеки для ламинирования. Работники, занятые шлифовальными работами, использовали ручную шлифовальную машину для полировки поверхности корпуса. Столяры отвечали за изготовление деревянной мебели и помещений внутри корпуса.Столяры обычно подвергались воздействию древесной пыли, а иногда и краски. Офис административного персонала на заводе А располагался в здании, отдельном от завода по строительству яхт, а на заводе В он располагался в том же здании. Ремонтники отвечали за обслуживание воды, электричества и различных машин и оборудования на фабрике, а их рабочее место не было закреплено внутри здания ламинирования. Что касается средств индивидуальной защиты, то завод А предоставил полумаску с картриджем для ламинаторов, а завод Б использовал только обычные хлопчатобумажные маски или маски с активированным углем.Во время обследований из-за жаркой погоды многие работники неправильно использовали респиратор.

Измерение функции легких

Спирометрия измерялась в соответствии с рекомендациями Американского торакального общества (12). Каждому участнику проводилась оценка функции легких в положении сидя. Требовалось не менее трех маневров форсированного выдоха с плавными петлями потока-объема без артефактов и <5% или 150 мл разницы в объеме легких между лучшими двумя вдохами. Для анализа данных использовали форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за одну секунду (ОФВ1) и отношение ОФВ1 к ФЖЕЛ (ОФВ1/ФЖЕЛ).Спирометр (Chest-graph HI-101; CHEST MI, Токио, Япония) калибровали перед каждым обследованием с помощью шприца объемом 3 л. Результаты функции легких определялись как обструктивные, если ОФВ1/ФЖЕЛ до или после смены были ниже нижнего предела нормы (НГН), и определялись как рестриктивные, если максимальная ФЖЕЛ была меньше НГН при нормальном ОФВ1/ФЖЕЛ. Прогнозируемые значения FVC и FEV1 и значения LLN FEV1/FVC и FVC были рассчитаны по уравнению Global Lung Initiative 2012 с этническими корректировками для выходцев из Юго-Восточной Азии (13).

Индукция и обработка мокроты

Мокроту индуцировали увеличением концентрации физиологического раствора (например, 3%, 4% и 5%), как описано Perng et al (14). Процедура выполнялась после оценки функции легких. Отбирали и собирали только непрозрачные и плотные порции индуцированной мокроты (слизистые пробки), чтобы свести к минимуму контаминацию ротоглоточным секретом. Мокроту обрабатывали в течение четырех часов после сбора. Из-за нехватки лабораторной поддержки приготовление окрашенного цитоспинового препарата с клеточной суспензией индуцированной мокроты и оценка ее дифференциального количества клеток проводились только при обследовании растения А.Образец считался подходящим, если плоскоклеточные клетки составляли <20% от общего числа клеток. Если загрязнение ротовой полости плоскоклеточными клетками составляет <20%, процент дифференциального количества клеток в индуцированном количестве клеток мокроты является широко используемым маркером для фенотипирования воспаления дыхательных путей с хорошей воспроизводимостью (15). Поскольку процесс отбора и фильтрации мокроты может вызывать отклонения в общем количестве клеток, что приводит к ненадежному абсолютному количеству клеток (16), мы выбрали процент дифференциального количества клеток для анализа в этом исследовании.Долю дифференциальных клеток рассчитывали как процент от общего количества воспалительных клеток.

Статистический анализ

Участники были разделены на ламинаторов и не ламинаторов (т.е. административный и обслуживающий персонал, плотники и шлифовальные рабочие). Межгрупповые различия в демографической информации и респираторных симптомах анализировали с помощью хи-квадрата, точного критерия Фишера или t-критерия Стьюдента. Различия между группами в дифференциальном подсчете индуцированной мокроты анализировали с помощью критерия суммы рангов Уилкоксона.

Линейная и логистическая регрессии использовались для оценки взаимосвязи между процессом ламинирования FRP (ламинаторы/не ламинаторы), продолжительностью работы по ламинированию (в годах), параметрами функции легких и моделями вентиляционных дефектов с поправкой на возраст, пол , уровень образования, стаж работы, курение в настоящее время, курение в прошлом и общее количество курящих. Чтобы выяснить, может ли дифференциальное количество клеток мокроты быть промежуточным биомаркером для функционального фенотипирования дыхательной системы, мы использовали линейную регрессию для оценки связи между процентным содержанием каждого типа клеток и параметрами функции легких.Статистическая значимость была установлена ​​на уровне P<0,05.

Результаты

Всего в исследовании приняли участие 113 сотрудников, 63 с завода A и 50 с завода B. Доля работающих женщин и уровень образования <13 лет были выше среди ламинаторов, чем среди не ламинаторов (). Между двумя группами не было существенных различий в возрасте, стаже работы и курении. Доля нынешних и бывших курильщиков была намного выше среди мужчин (19,7%), чем среди женщин (4,7%).7%) рабочих.

Таблица 1

Демографический профиль и распространенность респираторных симптомов у участников исследования (N=113). [SD = стандартное отклонение.]


1 0.426 9 Курение (пакет лет ) B 14.4 (8.2)
Ламинатор (N = 59) Non-laminator (N = 54) P-значение A

(SD) N ​​(%) Среднее (SD) N ​​(%)
Возраст (лет) 40.6 (10.9) 40.9 (12.2) 0.898
7.6 (7.2) 6.4 (8.0)
1 9 3 1 0 0,0002
3 11 (20.4)
1 14 (25.9) 3 3 1 0.642 12 (22.2) 1 0.005 3 1 11 (19) 1 4 (7)
11 (18.6) 0.352
6 (10.2) 7 (13,0) 7 (13.0)
Образование <13 лет 28 (47,5 )
Обычный кашель без дыхательных путей 0.079
1 9 во время работы в дневное время 3 1 1 9 хронический кашель> 3 месяца в прошлом году 3 9 Обычная мокрота 1 0.901

Na 9 Хроническая мокрота> 3 месяца в прошлом году 1 0.719 3 3 9 1 0,097 1 0.097 9 Обычные носовые симптомы без дыхательных путей
Ежедневные сроки кашля
 Рано утром после пробуждения 3 (5) 1 (2) 0.353
6 (10) 0 (0) 0,028
После работы вечером 1 (2) 2 (4) 0.605
перед сном ночью 8 (14) 1 (2) 0,033
в течение 2 часов после сна 2 (3) 1 (2) 1
До пробуждения 1 (2) 1 (2) 1 (2) 1
6 (10) 0.028
7 (12) 6 (11)
5 8) 1 5 (9) 0.883
во время работы в дневное время 1 (2) 2 (4) 0.605
После работы вечером 0 2 (4) 0.226
До сна на ночь 1 (2) 0 1
0 0
0 0 0 Na
5 (8) 1 3 (6)
Элемент выполнение этой работы 4 (7) 1 (2) 0.366
Ежедневные сроки Himeze с коротким вздохом
0 0 Na
во время работы в дневное время 1 ( 2) 0 1
0 0 Na
До сна в ночное время 3 (5) 0 0.245
в течение 2 часов после сна 0 1 (2) 0,478
0 0

0
Na
Кашель и хрип Праздник 1 8 (14) 2 (4)
16 (27) 1 20 (37) 0.258

Среднегеометрические концентрации стирола, измеренные для работ по ламинированию, составили 7,5 ppm на заводе A и 16,5 ppm на заводе B, т.е. только B) для других заданий (). В целом, ламинирование в замкнутом пространстве или на больших поверхностях подвергало рабочих воздействию более высоких концентраций стирола, что объясняет широкий диапазон измеренных концентраций от 1,5 до 46 частей на миллион на заводе А и от 2,7 до 71 частей на миллион на заводе В.

Таблица 2

Воздействие стирола (частей на миллион a ) среди рабочих, выполняющих различные виды работ b , c . [NM = не измеряется.]

N ​​ Среднее Геометрический средний минимум максимум
1
1 1 7.71

Ламинирование 36 10,32 7,51 1,53 45.79
на ламинирование Н.М.
завод Б
Ламинирование 9 29,47 16,46 2,69 70,70
Non-Ламинирование 38 38 0,23 0.23 0.23 0.08 708
1
1
Администрация 12 0.36 0.21 0,08 1,34
Вуд работы 9 0,35 0,18 0,09 1,82
шлифованию 6 1,37 0,21 0,10 7,71
1
1
Техническое обслуживание 11 0.32 0.32 0.32 0,09 3,09 3.51

Ламинаторы имели статистически более высокую распространенность хронического кашля, чем нематеринаторы ().Ламинаторы чаще жаловались на кашель во время работы в дневное время и перед сном ночью. Между двумя группами была пограничная значимость разницы в кашле и облегчении хрипов во время отпуска между двумя группами, но не было существенной разницы в продукции мокроты и носовых симптомах.

Изменения функции легких до, после и между сменами показали, что после поправки на смешанные факторы у ламинаторов были значительно более низкие ОФВ1 до смены и ОФВ1/ФЖЕЛ, более низкие ФЖЕЛ и ОФВ1 после смены и более высокие пост- сдвиговое снижение ФЖЕЛ по сравнению с неламинаторами ().Что касается паттернов нарушения функции легких (1), у ламинаторов была более высокая распространенность обструктивных и общих (обструктивных плюс рестриктивных) нарушений. Распространенность послесменного снижения ФЖЕЛ >10% также была выше среди ламинаторов. Стаж работы по ламинированию отрицательно ассоциировался с ФЖЕЛ до и после смены или ОФВ1 (дополнительный материал www.sjweh.fi/show_abstract.php?abstract_id=3924, таблица S2). Далее мы разделили всех участников на три группы: не ламинаторы (никогда) и те, у кого срок владения ламинированием < или >6.14 лет (медиана среди ламинаторов) и обнаружили, что только у тех, у кого срок ламинирования <6,14 лет, был значительно более высокий риск обструктивных и общих (обструктивных плюс рестриктивных) нарушений (таблица S3).

Таблица 3

Функция легких до и после смены у ламинаторов и не ламинаторов. [ДИ=доверительный интервал; ФЖЕЛ = форсированная жизненная емкость легких; ОФВ1 = объем форсированного выдоха за первую секунду; SD = стандартное отклонение.]


95% CI -3.92-1.47 1 0.332 -029 1 -3.311 1 — 6.42-021 1 0.037 9 / FVC (%) 1 — 6.57-2057 1 0.020 1 -4.39 1 -4.39 9004.879 1 -89 1 -806- -1.70 1 0.003 / FVC (%) 92.9 (7.2) 1 0.083 9 Изменение функции легких (пост — Pre) 1 — 3,81-046 1 0.013 1 -1.26 1 0,081 / FVC (%)
Laminator Non-laminator Коэффициент регрессии A



означают (SD) Сырой 95% CI P-Value P-Value Reducted B P-Value
Функция предварительного сдвига
 ФЖЕЛ (% прогноза) 93.0 (16.0) 95,4 (12.6) -1.23 0.369 0.369 -1 -1.435
FEV1 (% прогнозирования) 90,3 15.5) 96.5 (14.9) -312 -5,96—029 0.031 0.031.311
81.8 ( 6,8) 84,1 (6,7) -1,18 -2.34-0.07 0,073 -1,529 -2.90- -0,16 0,029
Функция пост-сдвиг легкого
ФЖЕЛ (% от прогноза) 88,9 (14.5) 95.5 (14.7) -3.32 -6.04—0.0.60 0.017 0.017 0.01.571
87.7 (15.6) 96.5 (15.1) -79.26-1.52 0,003
84.2 (6.2) -0.62 -1.88-0.65 0.337 0.337 -1 -1.196 1 -1.196
 ФЖЕЛ (% прогноза) -4.1 (7.9) 0.1 (8.0) -2.09 -3.57—0,61 0.006 -22.136
-2.6 (7.2) -0.1 (9.7) -2.85-0.32 0.117 -1.567
1,2 (6,9) 0,1 (6,4) 0,57 -0.Таблица 4 [ДИ=доверительный интервал; ФЖЕЛ = форсированная жизненная емкость легких; ОФВ1 = объем форсированного выдоха за первую секунду; Lln = более низкий предел нормального.]


Ламинатор соотношение коэффициента
6


1 95% CI 95826 (31) (12)
N (%) N (%) n %) CORULE 95% CI P-VALUE P-VALUE Reducted 95% CI P-Value
Обструктивный C 14 (24) 4 (7) 3.89 1.29-14.49 0,024 4,11 1.17-17.59 0,037
Ограничительные д 4 (7) 1 (2) 3,85 0.55-76.67 0,234 2,77 0.27-67.85 0,524
обструктивного или ограничительными 18 5 (9) 4,30 1.56-13.94 0,008 3,61 1.13-13.34 0.038
Сокращение после смещения> 10%
FVC 14 (24) 4 (7) 3,89 1.29-14.50 0,024 3,87 1.15-15.54 0,037
ОФВ1 7 2 (4) 3.50 0.80-24.23 0,129 4,88 0.97-37 .84 0,077

Мокрота была собрана у 51 из 63 участников завода А: 12 не смогли выделить мокроту после ингаляции гипертоническим раствором, а 2 были исключены из-за неадекватного качества мокроты (плоскоклеточные клетки >20% от общего числа клеток). ). У ламинаторов был более высокий процент нейтрофилов и лимфоцитов и более низкий процент макрофагов, чем у неламинаторов. Процент нейтрофилов в индуцированной мокроте был связан с перекрестным снижением ОФВ1 и ОФВ1/ФЖЕЛ, в то время как процент лимфоцитов был отрицательно связан с постсдвиговыми ФЖЕЛ и ОФВ1 (таблица S1).Процент макрофагов был положительно связан с постпереходными ОФВ1/ФЖЕЛ и перекрестными изменениями ОФВ1 и ОФВ1/ФЖЕЛ (таблица S1).

Таблица 5

Процент дифференциального количества клеток в общем количестве воспалительных клеток в индуцированной мокроте ламинаторов и неламинаторов растения А. [FRP = пластик, армированный стекловолокном; Sd = стандартное отклонение.]


1 0.024 9 (13.8) 1 0.006 3,6 (2.6) B (0,4) 1 0,483
%
FRP N = 29 NORP N = 20 P-значение N = 20 P-значение A


Среднее (SD) Среднее (SD)
Нейтрофилы b 47.8 (15.5) 38.6 (14.2)
Lymphocyte B 5.0 (2.4) 3.6 (2.6) 0.048
0,4 (0,6)

Обсуждение

в этом поперечном исследовании в двух производстве FRP растений, мы обнаружили, что ламинаторы, хронически подвергавшиеся воздействию умеренно высоких уровней стирола, демонстрировали повышенное количество респираторных жалоб (в основном кашель), нарушение спирометрии и признаки воспаления легких по сравнению с неламинаторами.

Распространенность хронического кашля (как правило, непродуктивного) была выше среди ламинаторов, чем среди тех, кто не ламинировал, хотя у первых было меньше курильщиков. Кашель был более распространенной жалобой во время работы в дневное время и перед сном ночью, но с выздоровлением на следующее утро. Симптомы со стороны дыхательных путей (кашель или хрипы) также улучшались во время праздников или выходных. Эти респираторные симптомы наводят на мысль об астме и могут объяснить, почему таких пострадавших рабочих, вероятно, лечили как больных астмой, что приводило к необратимой фиксированной обструктивной болезни дыхательных путей, как отмечается в опубликованных отчетах (1, 2).Прогрессирующий сухой кашель, одышка и иногда свистящее дыхание являются основными симптомами облитерирующего бронхиолита (17, 18). У пациентов с облитерирующим бронхиолитом, связанным с ароматизаторами, кашель улучшился после ухода с работы, но одышка не исчезла (18). Таким образом, регулярная проверка респираторных симптомов, включая постоянный кашель или кашель с хрипами, которые связаны с работой, может предоставить полезную информацию для выявления рабочих со значительными легочными проблемами, вызванными воздействием процесса ламинирования FRP.

Ламинаторы имели повышенный риск обструктивного нарушения функции легких. Это согласуется с предыдущими сообщениями о случаях и эпидемиологическими исследованиями (1, 2, 8, 9). Эпидемиологическое исследование, в котором стирол использовался в качестве индикатора воздействия смол, связанных с FRP, также продемонстрировало более высокий риск обструктивного нарушения функции легких в группе с высоким воздействием (8, 9). Однако эффект стирола не был постоянным фактором в других исследованиях. Когортное исследование с анализом данных о смертности показало, что повышенный риск смерти от незлокачественных респираторных заболеваний не имел положительной корреляции с кумулятивной дозой воздействия стирола (3).Эпидемиологическое исследование на предприятиях по производству стирола также не выявило риска обструктивных или рестриктивных нарушений вследствие воздействия стирола (10). Хотя настоящее исследование не говорит нам, является ли стирол или другие химические вещества причинным агентом, наши результаты указывают на ламинирование как на критическое воздействие. Следовательно, ламинаторы представляют собой группу, требующую активных профилактических мероприятий.

Рабочие, участвующие в процессе ламинирования FRP методом открытой формовки, обычно подвергаются воздействию высоких концентраций химических веществ, испаряющихся из полиэфирных смол (7).Помимо стирола, в смолы добавляют несколько химических веществ. Пероксиды, такие как пероксид метилэтилкетона (1–1,5%) или пероксид бензоила, используются в качестве инициаторов или катализаторов для запуска процесса отверждения. Пероксидные катализаторы требуют диметиланилина (0,1–0,3%) для эффективной активации при комнатной температуре. Промоторы, такие как нафтенат кобальта (0,3–1%), также добавляют в смолы для увеличения скорости отверждения. Однако для этих вышеупомянутых добавок нет токсикологической информации с точки зрения респираторной токсичности или облитерирующего бронхиолита.Что касается нитей, то диаметр волокон в тканых ровингах или матах, используемых для ручного ламинирования конструкций яхт, составляет >10 микрометров, что снижает вероятность их непосредственного вдыхания в глубокие дыхательные пути. Иногда ламинаторам необходимо удалить пузырьки воздуха из композита с помощью ручных шлифовальных машин, которые расщепляют стекловолокно и смолы на вдыхаемые частицы. Но их общее воздействие пыли не такое высокое, как у шлифовальных рабочих. Поэтому, несмотря на то, что мы не можем полностью исключить возможность респираторного эффекта, связанного с филаментами, более вероятно, что другие возбудители играют более важную роль.Хотя возбудитель остается неясным, сообщалось, что применение закрытого формования, такого как вакуумное формование смолы, а также надлежащее ношение респираторов с картриджами с органическими парами эффективно снижает воздействие на человека химических веществ, связанных с FRP (7).

Увеличенное поперечное снижение ФЖЕЛ предполагает ограничительные эффекты функции легких при остром воздействии веществ, связанных с ламинированием FRP. Однако в этом исследовании патофизиология не определена и не описана из-за отсутствия информации об общей емкости легких и функции легких после применения бронхолитиков.Можно только предположить, что это изменение может быть связано с процессами в мелких, а не в крупных дыхательных путях (в основном ОФВ1/ФЖЕЛ). Заболевания мелких дыхательных путей могут проявляться снижением ФЖЕЛ из-за окклюзии или динамического коллапса мелких бронхиол (19, 20). В некоторых случаях облитерирующего бронхиолита наблюдаются рестриктивные или смешанные рестриктивные и обструктивные нарушения функции легких (18, 21). В свете предыдущих исследований облитерирующего бронхиолита, связанного с ароматизаторами, опрос с использованием спирометрии до применения бронхолитиков продемонстрировал высокую распространенность рестриктивных нарушений функции легких среди работников ароматизаторов (22).Для вдыхания таких токсичных химических веществ предлагается спектр от обструктивных до рестриктивных заболеваний легких (23). Следовательно, работники FRP с обструктивным или рестриктивным вентиляционным дефектом при спирометрии до бронходилататора нуждаются в более детальной оценке функции легких.

Восприимчивость к облитерирующему бронхиолиту, связанному с химическими веществами FRP, неизвестна, хотя в предыдущей литературе были представлены некоторые важные сведения. Во-первых, сообщается лишь о небольшом количестве случаев тяжелой обструктивной болезни легких, и симптомы часто проявляются вскоре после трудоустройства (6–12 месяцев), в то время как у других сотрудников такие же симптомы или заболевания не наблюдаются даже при сходных условиях работы. 1, 2).Во-вторых, существует высокий риск смертности от незлокачественных респираторных заболеваний среди работников FRP, проработавших менее одного года (5), и этот риск не связан с кумулятивным воздействием (3). Наше исследование показало, что только работники, проработавшие в ламинировании менее 6,14 лет, имеют более высокий риск обструктивного расстройства дыхания, что согласуется с предыдущими исследованиями. Наше исследование показало, что у небольшого процента рабочих наблюдалось снижение функции легких между сменами, что свидетельствует об острой реакции.Эти «респонденты» могут быть восприимчивой подгруппой. Необходимы дальнейшие лонгитюдные исследования для оценки долгосрочных респираторных исходов среди них.

Настоящее исследование выявило повышенный процент нейтрофилов мокроты, а не эозинофилов среди ламинаторов. Это согласуется с результатами McCague et al (9), которые показали снижение уровня оксида азота в выдыхаемом воздухе, показатель эозинофильного воспаления дыхательных путей. Связь нейтрофилов и перекрестного сдвига ОФВ1 и снижения ОФВ1/ФЖЕЛ также свидетельствует об опосредованной нейтрофилами реакции на повреждение и воспаление дыхательных путей.Другими словами, нейтрофилы мокроты можно использовать в качестве промежуточного биомаркера респираторной токсичности воздействия, связанного с ламинированием FRP. Этот вывод согласуется с предыдущими литературными данными, показывающими, что нейтрофильное воспаление дыхательных путей связано с токсическим вдыханием и хроническими заболеваниями дыхательных путей, включая облитерирующий бронхиолит и хронические обструктивные заболевания легких (24–26).

Повышенный процент индуцированных лимфоцитов мокроты среди ламинаторов и его связь с емкостью легких после смены предполагает, что связанное с лимфоцитами воспаление также играет роль в респираторном эффекте, связанном с ламинированием.Предыдущее исследование продемонстрировало повышенный процент лимфоцитов в индуцированной мокроте при некоторых интерстициальных заболеваниях легких (27) в отличие от заболеваний дыхательных путей, таких как астма или хронический бронхит (28). Дальнейшие исследования на животных или анализ подмножества лимфоцитов могут расширить знания о патофизиологической реакции на ингаляционное воздействие в процессе расслоения.

Процент макрофагов мокроты у ламинаторов был ниже, чем у неламинаторов. Альвеолярные макрофаги обычно играют защитную роль при респираторном воздействии патогенов и твердых частиц (29).Предыдущее исследование показало увеличение количества макрофагов в бронхоальвеолярном лаваже среди рабочих, подвергшихся воздействию шлифовальной пыли из стеклопластика (11). Исследование на животных показало, что древесная пыль может увеличивать количество альвеолярных макрофагов (30). Следовательно, наблюдаемое снижение его процентного содержания у ламинаторов может быть связано с меньшим воздействием пыли по сравнению с работниками, занятыми шлифовальными и столярными работами, и относительным увеличением количества нейтрофилов и лимфоцитов. Положительная связь между макрофагами и изменением функции легких при перекрестном смещении в этом исследовании также предполагает защитную роль макрофагов в физиологии дыхания.

У этого исследования есть некоторые сильные стороны. Во-первых, мы провели полевые исследования до и после работы в понедельник, что минимизировало влияние экспозиций в предыдущие дни. Таким образом, воздействие на функцию легких до смены, вероятно, связано с хроническим воздействием, а воздействие на изменения функции легких после смены связано с острым воздействием. Во-вторых, ламинаторы, участвовавшие в этом исследовании, обычно выполняли ручную укладку при производстве FRP, а не передвигались по разным процессам, что сводило к минимуму влияние других воздействий, таких как древесная пыль, краска и шлифовальная пыль FRP.В-третьих, это исследование включало группы, подвергавшиеся и не подвергавшиеся воздействию, на одном и том же предприятии, что сводило к минимуму систематическую ошибку, связанную с воздействием окружающей среды (например, загрязнение атмосферного воздуха).

Некоторые ограничения заслуживают внимания. Во-первых, перекрестный дизайн исследования мог привести к недооценке опасностей для здоровья из-за эффекта здорового рабочего или выживания здорового рабочего. Симптомы со стороны дыхательных путей, такие как кашель или одышка, могут побудить работников уйти с работы. Поскольку мы уже наблюдали влияние на функцию легких, эффект здорового рабочего, возможно, помешал нам наблюдать более тяжелые случаи нарушения дыхательной функции.Во-вторых, объединение ламинаторов в одну группу воздействия может привести к недооценке воздействия на здоровье групп с чрезвычайно высоким воздействием, например, тех, кто чаще работает в закрытых помещениях или с процессами ламинирования больших поверхностей. Неполное и дифференцированное измерение стирола на двух растениях не позволило нам оценить взаимосвязь между воздействием и реакцией для всего набора данных. Наконец, поскольку это простое перекрестное исследование без долгосрочного наблюдения, следует с осторожностью рассматривать обратную причинно-следственную связь.

Заключительные замечания

Рабочие, использующие метод ручной укладки для ламинирования FRP, имеют более высокий риск хронического кашля, обструктивного нарушения функции легких, снижения функции легких между сменами и повышенного нейтрофильного и лимфоцитарного воспаления дыхательных путей. До тех пор, пока истинный возбудитель, используемый в процессе ламинирования, не будет идентифицирован и заменен, ламинаторы должны проходить регулярные медицинские осмотры с акцентом на респираторные симптомы и функцию легких. Рабочие также должны использовать соответствующие средства индивидуальной защиты.

Стекловолокно против углеродного волокна

Как стекловолокно, так и углеродное волокно являются хорошо зарекомендовавшими себя армирующими материалами. Оба являются синонимами чрезвычайно высокой прочности на растяжение в мире композитов, но исторически использовались для самых разных применений и имеют разную репутацию.

Стекловолокно долгое время считалось «дешевым» материалом. Строительство лодок, недорогие конструкционные компоненты и дренажные изделия составляют основное применение этого материала.Углеродное волокно, с другой стороны, стало синонимом скорости и высокой производительности. Его часто можно увидеть на гоночных автомобилях, новых пассажирских самолетах и ​​других высокотехнологичных инженерных решениях. В контексте 3D-печати и углеродное волокно, и стекловолокно представляют собой высококачественные волокна, которые могут упрочнять детали инженерного класса.

Итак, давайте сравним углеродное волокно со стекловолокном и выясним, какое непрерывное армирующее волокно лучше всего подходит для вашего применения!

Получить бесплатный образец

Стекловолокно

Стекловолокно изготовлено из неорганического кварцевого песка, нагретого до чрезвычайно высоких температур и вытянутого в аморфные сверхтонкие волокнистые нити.Эти длинные, чрезвычайно тонкие нити стекла обладают чрезвычайно высокой прочностью на растяжение. Markforged может печатать на 3D-принтере два разных вида стекловолокна:

  • Стекловолокно
  • Высокопрочное высокотемпературное (HSHT) стекловолокно

генерировать невероятные улучшения свойств печатных деталей. Например, по сравнению с АБС-пластиком печатные детали с непрерывным армирующим волокном из стекловолокна в 20 раз прочнее и в 10 раз жестче на растяжение, чем обычные печатные детали из АБС-пластика.Непрерывное волокно из стекловолокна часто является идеальным выбором для изготовления инструментов и приспособлений для заводских цехов или создания высокопрочных прототипов по низкой цене. С другой стороны, стекловолокно

HSHT лучше всего использовать для замены критически важных механически обработанных алюминиевых деталей. Обладая превосходной термостойкостью и прочностью на изгиб, уступая только углеродному волокну, стекловолокно HSHT представляет собой экономичное решение для непрерывного армирования для многих промышленных применений, требующих термостойкости и ударопрочности.

Кроме того, как стекловолокно, так и стекловолокно HSHT обладают некоторыми потенциально уникальными и полезными вторичными свойствами.Хотя армирующее волокно обычно содержится под поверхностью, при износе печатной детали армирующее стекловолокно или стекловолокно HSHT может обнажаться. Белые волокна армирующего стекловолокна или стекловолокна HSHT часто изнашиваются/растекаются по поверхности износа, что является явным признаком близкого «конца срока службы». Кроме того, прочность открытого волокна может увеличить срок службы детали. . Наличие четкого «визуального маркера износа», а также характеристика «предотвращения износа» на поздней стадии может быть полезной в реальных промышленных/технологических приложениях.

В тех случаях, когда «критичные к отказу» детали используются в условиях циклических нагрузок, армирование стекловолокном HSHT (в частности) может не только обеспечить прочность, близкую к армированию углеродным волокном, без обратной стороны катастрофического разрушения. Вместо этого он пластически уступает с минимальным отскоком энергии.

Поскольку оба варианта стекловолокна являются аморфными, они предлагают улучшенное рентгенопрозрачное решение для многих применений РЧ/антенных оснований.

Запросить демонстрацию

Углеродное волокно

Углеродное волокно производится из органических полимеров и обрабатывается при относительно низких температурах по сравнению со стекловолокном.Углеродные волокна являются кристаллическими по своей природе, и низкотемпературная обработка происходит посредством ряда сложных химических, термических и механических обработок. Полученный материал имеет одно из самых высоких соотношений прочности и веса — выше, чем у стали и титана.

В 3D-печати углеродное волокно является предпочтительным непрерывным волокном для обеспечения жесткости. Оно в 25 раз жестче, чем ABS, и в 2 раза жестче, чем любое другое непрерывное армирующее волокно Markforged.

По сравнению с алюминием 6061, углеродное волокно, напечатанное на 3D-принтере, имеет на 50 % более высокое отношение прочности к весу при изгибе и на 300 % при растягивающем моменте, что делает это волокно идеальным материалом для достижения максимальных свойств.

Непрерывное армирование углеродным волокном использовалось для создания конформных приспособлений/креплений и специальных инструментов для некоторых из крупнейших и наиболее престижных мировых компаний, а также для изготовления одноразовых деталей конечного использования для высококлассных приложений для автоспорта.

Разработка более сложных компонентов генеративного проектирования в промышленности часто приводила к необходимости использования сложных инструментов для «послечистовой обработки» на дорогих 5-осевых фрезерных станках. Markforged активно участвует во многих мероприятиях по сравнительному тестированию по всему миру сверхлегких, сильно «демпфирующих» специальных «конформных» инструментов, позволяющих стать лидерам в отрасли 4.0, реализовать весь свой потенциал.

В чем разница между 3D-принтером и станком с ЧПУ?

Углеродное волокно или стекловолокно: окончательный вердикт

Как углеродное волокно, так и стекловолокно обеспечивают уникальные преимущества и области применения, основанные на потребностях в материалах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены.