Конструкции из композитной арматуры: Конструкции из композитной арматуры – ТПК Нано-СК

Применение композитной арматуры

Перспективы применения композитной арматуры. Недостатки и преимущества композитной арматуры в сравнении со стальной

Совершенствование свойств стальной арматуры достигло того уровня, развитие которого далее нецелесообразно по причине либо отсутствия необходимости в этом, либо теоретической возможности. Ее механические и технологические свойства, принимаемые по действующим стандартам, достаточны для решения подавляющего большинства задач при минимально возможной себестоимости ее применения в железобетоне. Однако существует определенный перечень задач, в которых экономически обоснованной альтернативой является композитная арматура, являющаяся диэлектриком, обладающая высокой химической стойкостью и радиопрозрачностью.

Основой композитной арматуры как изделия является материал, который формируют из композитного волокна (базальтового, стеклянного, арамидного, углеродного) и связующего — термореактивной синтетической смолы (пластика). Ввиду высокой стоимости арматуры из углеродного и арамидного волокна распространения не получили, далее в настоящей статье речь пойдет об арматуре из базальтового и стеклянного волокна (ровинга).

Композитная арматура в сравнении со стальной обладает рядом существенных недостатков:

•  низкий модуль упругости;

—  низкая огнестойкость изделий армированных композитной арматурой;

—  невозможность изготовления гнутых арматурных изделий из арматуры в состоянии поставки;

—  невозможность использования в качестве сжатой арматуры;

—  значительно более высокая стоимость.

Несмотря на традиционно бытующее на протяжении предыдущих десятилетий мнение о наибольшей целесообразности применения композитной арматуры в конструкциях с предварительным напряжением, до настоящего реализованы лишь единичные подобные примеры и, как правило, в качестве экспериментальных образцов. Фактически практика показала, что это было неверное позиционирование по области применения, которое сдержало массовое внедрение. В результате строительная наука многие годы не занималась исследованиями в наиболее актуальном направлении применения. Получившая же широкое распространение стальная канатная арматура в оболочке, применяемая в первую очередь для выполнения постнапряженных конструкций, имеет лучшие технико-экономические показатели, при этом весьма хорошо себя зарекомендовала в общемировой практике строительства объектов различного назначения. Наличие оболочки обеспечивает необходимую степень защиты стали от коррозии. Таким образом применение композитной арматуры в качестве напрягаемой, в том числе по причине ее неконкурентоспособности, может носить исключительно единичный характер.

Помимо технических препятствий для широкого применения композитной арматуры существуют значительные организационные трудности:

• отсутствуют единые требования на уровне государственных или международных стандартов к механическим свойствам, методам контроля и правила приемки арматуры;

—  ввиду принципиального отличия диаграммы деформирования композитной арматуры от стальной не существует понимания по назначению расчетных характеристик. Как правило, расчетные характеристики либо не известны вовсе, либо указываются производителем на основании индивидуальных соображений;

—  отсутствуют четкая терминология и классификация, отсутствует дифференциация на напрягаемую и ненапрягаемую арматуру, с соответствующими требованиями к ней;

—  не стандартизированы методики расчета композитобетонных конструкций;

—  не стандартизированы методики расчета минимального процента армирования;

—  недостаточно изучен опыт эксплуатации изделий с данной арматурой;

—  во многих случаях неверное позиционирование по области применения;

—  отсутствуют нормативные требования по ширине раскрытия трещин в конструкциях с композитной арматурой;

—  не используется единая методика для контроля механических свойств композитной арматуры;

—   не нормированы требования и никак не контролируются характеристики сцепления композитной арматуры с бетоном.

Наибольшим препятствием в применении композитной арматуры является полное отсутствие какой-либо нормативной базы. Единственным упоминанием в действующих ТИПА являются пп. 6.10 и 8.13 ГОСТ 31384-2008 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии»:

—   «п. 6.10 В среднеагрессивных и сильноагрессивных средах для армирования конструкций без предварительного напряжения рекомендуется применять неметаллическую композиционную арматуру, за исключением изгибаемых элементов»;

—   «п. 8.13 В конструкциях, подвергающихся электрокоррозии, допускается заменять стальную арматуру на неметаллическую (базальтопластиковую, стеклопластиковую и др.) при соответствующем обосновании».

Необходимо отметить, что СТБ 1103 «Арматура стеклопластиковая. Технические условия», несмотря на название, распространяется на гибкие связи для трехслойных стен. Отсутствие необходимой нормативной базы влечет за собой отсутствие классификации арматуры по необходимым признакам. Без единой классификации невозможно ввести общие правила обозначения, требования к свойствам, правилам приемки и методам контроля, что не позволяет проектировать композитобетонные конструкции без привязки к особенностям конкретного производителя арматуры.

В пять раз более низкий модуль упругости в сравнении со стальной арматурой приводит к снижению предельной нагрузки изгибаемого элемента без предварительного напряжения не только по второй группе предельных состояний, но и по первой. Высокая деформативность композитной рабочей арматуры фактически не позволяет производить большинство конструкций, которые привычно выполняются в железобетоне. Если учесть, что в качестве сжатой композитную арматуру использовать невозможно, то расчет и конструирование композитобетонных конструкций не могут выполняться по методикам, справедливым в отношении железобетона. Уравнения равновесия, действительные в отношении сечений со стальной арматурой, совершенно не работают в отношении сечений с арматурой, имеющей значительно более низкий модуль упругости [1]. При большем удлинении растянутой зоны изгибаемого элемента высота сжатой зоны уменьшается, при этом форма эпюры напряжений меняется образом, приводящим к уменьшению прочности элемента по сечению.

Расчет сечения, нормального к продольной оси, композитобетонной конструкции выполняют по формулам, выбираемым в зависимости от величины фактического процента армирования р/ и его отношения к значению т. н. сбалансированного процента армирования:

где E_ƒ— модуль упругости композитной арматуры;

β₁ — коэффициент полноты эпюры в сжатой зоне;

ƒ_fu — расчетное сопротивление композитной арматуры.

В зависимости от соотношения ρ_ƒ и ρ_ƒb принято три возможных механизма разрушения изгибаемого композитобетонного элемента:

—  при достижении предельных деформаций в сжатом бетоне;

—  при одновременном достижении деформации в сжатом бетона и растянутой арматуре;

—  при достижении предельных деформаций в растянутой арматуре.

Для трех перечисленных расчетных ситуаций приняты принципиально различные уравнения равновесия и выражения для определения напряжений в бетоне и арматуре, которые при этом справедливы только в области величины процента армирования выше минимального. Вследствие низкого модуля упругости композитной арматуры при проценте армирования ниже определенного уровня и при незначительных напряжениях в арматуре композитобетонная изгибаемая конструкция может разрушиться по бетону. Такой характер разрушения невозможен в случае сечения со стальной арматурой. По этой причине высокие прочностные показатели композитной арматуры в подавляющем большинстве случаев остаются нереализованными. Учитывая данное обстоятельство, на стадии расчета обязательным является контроль минимального процента армирования индивидуально для каждого расчетного случая, т. к. в случае с композитной арматурой его величина не может иметь фиксированного значения, которая, к примеру, в американских нормах [1 ] является функцией расчетного сопротивления арматуры и геометрических параметров сечения. Таким образом, ошибки в оценке минимального процента армирования композитобетонной конструкции могут привести к разрушению сжатой зоны изгибаемого элемента на стадии образования трещин при нагрузках менее проектных.

Распространенное мнение об отсутствии необходимости контроля ширины раскрытия трещин в конструкциях армированных композитной арматурой входит в противоречия с существующими по данному направлению национальными нормами. К примеру, в соответствии с японскими нормами допускаемая ширина раскрытия трещин — 0,5 мм. Канадские нормы: 0,5 мм для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе и 0,7 мм — для конструкций внутри помещений.

В соответствии с американским стандартом ACI 318 требования по ширине раскрытия трещин, как со стальной арматурой, так и композитной, идентичны. Однако расчет ширины раскрытия трещин для изгибаемых композитобетонных конструкций выполняют по иному соотношению:

где E_ƒ — модуль упругости арматуры, в МПа;

β — относительная высота сжатой зоны бетона, безразмерна;

k_b— коэффициент, характеризующий силу сцепления арматуры с бетоном, безразмерный;

ƒ_ƒ— напряжение в арматуре, в МПа;

h — высота сечения, в мм;

А — удвоенная площадь сжатой зоны сечения, приходящейся на один стержень растянутой рабочей арматуры, в мм2.

Вычисление напряжений в арматуре и высоты сжатой зоны сечения производится по принципиально иным выражениям относительно принятых в действующих ТИПА для расчета железобетонных конструкций. Коэффициент кь принимают от 0,71 до 1,83, в зависимости от уровня сцепления арматуры с бетоном. Для арматуры, производимой в сопредельных с Республикой Беларусь странах, значение данного коэффициента не известно, поскольку соответствующих экспериментальных исследований выполнено не было.

Серьезной технологической проблемой является невозможность выполнения гнутых арматурных изделий из композитной арматуры в состоянии поставки. Без гнутых изделий (хомутов, гнутых стержней, шпилек и т. д.) сконструировать армирование конструкции невозможно. Фактически производитель работ должен комплектовать объект арматурными изделиями исключительно по договоренности с производителем самой арматуры, что потенциально несет в себе значительные организационные сложности.

Весьма существенным недостатком композитобетонных конструкций в сравнении с аналогичными железобетонными является их меньшая огнестойкость. Огнестойкость изделий в значительной степени зависит от конструкции ее армирования и величины защитного слоя. Экспериментальные данные свидетельствуют, что минимальное значение предела огнестойкости составляет 13 минут для изгибаемых конструкций, при этом разрушение является хрупким [2]. При интенсивном разогреве рабочей арматуры до 10СГС происходит активное выделение пара из смежных со стержнем микротрещин бетона. При этом мгновенно повышается давление на поверхности арматуры, что приводит к разрушению волокна. Логично предположить, что предел огнестойкости может значительно отличаться для различных производителей арматуры, а также зависеть от материала ровинга, однако очевидно, что композитную арматуру нельзя применять без специальных конструктивных мероприятий либо дополнительной огнезащиты несущих конструкций, к которым предъявляются требования по огнестойкости.

Заключение

В железобетонных изделиях повсеместно заменить стальную арматуру на композитную невозможно. Из-за существующего соотношения цен со стальной арматурой применение композитной целесообразно и эффективно только в случае необходимости использования ее свойств, которыми стальная арматура не обладает. В первую очередь речь идет химической стойкости, радиопрозрачности и диэлектрических свойствах.

Для расширения области широкого применения композитной арматуры в строительстве необходимо выполнить следующие мероприятия:

—  разработать стандарты, регламентирующие требования к качеству арматуры, ее механическим свойствам и методам контроля;

—  разработать строительные нормы, регламентирующие правила расчета и конструирования композитобетонных конструкций и устанавливающие требования к контролируемым параметрам в предельных состояниях;

—  подготовить предложения по оценке характеристик периодического профиля арматуры;

—  разработать типовые решения, обеспечивающие требуемый уровень огнестойкости композитобетонных конструкций;

—  стандартизировать гнутые изделия, разработать правила их приемки.

До реализации данных мероприятий выполнять проектирование композитобетонных конструкций возможно только с использованием зарубежных норм проектирования и исключительно под арматуру конкретного производителя.

О. Н. Лешкевич, к. т. н., РУП «Институт БелНИИС»

Список литературы:

1. ACI 440.1 R-06 Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Rein-forced with FRP Bars. American Concrete Institute, 2006. — 44 p.
2. Фролов, H. П. Стеклопластиковая арматура и стек- лопластбетонные конструкции. — М.: Стройиздат, 1980. -104 с.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ

А.М. Уманский, А.Т. Беккер

УМАНСКИЙ АНДРЕЙ МИХАЙЛОВИЧ – аспирант Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток), инженер комплексного отдела проектирования (НПО «ГИДРОТЕКС»).
E-mail: [email protected]
БЕККЕР АЛЕКСАНДР ТЕВЬЕВИЧ – доктор технических наук, директор Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток).
E-mail: [email protected]

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ

Рассмотрены перспективы внедрения композит-бетонных конструкций в России. Проанализированы основные сложности и препятствия применения композитных армирующих материалов, предложены мероприятия, выполнение которых расширит практическую область использования композит-бетонных конструкций.
Ключевые слова: композитное армирование, перспективы композит-бетона, проблемы применения.

Интерес к композитной арматуре появился в середине XX столетия в связи с рядом обстоятельств. Расширилось применение армированных бетонных конструкций в ответственных сооружениях, эксплуатируемых в сильно агрессивных средах, где трудно было обеспечить коррозионную стойкость стальной арматуры. Возникла необходимость обеспечения антимагнитных и диэлектрических свойств некоторых изделий и сооружений. Наконец, надо учитывать перспективу – ограниченность запаса руд, пригодных для удовлетворения непрерывно растущих потребностей в стали и всегда дефицитных легирующих присадках.

Совершенствование свойств стальной арматуры достигло предела: ее принимаемые по действующим стандартам механические и технологические свойства достаточны для решения подавляющего большинства задач при минимально возможной себестоимости ее применения в железобетоне. Однако существует перечень работ, для которых экономически обоснованной альтернативой является композитная арматура – диэлектрик, обладающий высокой химической стойкостью и радиопрозрачностью.

Основой композитной арматуры как изделия является материал, который формируют из композитного волокна (базальтового, стеклянного, арамидного, углеродного) и связующего– термореактивной синтетической смолы (пластика). Ввиду высокой стоимости арматуры из углеродного и арамидного волокна распространения не получили, поэтому в настоящей статье речь пойдет об арматуре из базальтового и стеклянного волокна (ровинга). В Германии, Нидерландах, СССР, США, Японии и других странах были проведены научные исследования (они продолжаются и сегодня) неметаллической арматуры, позволившие начать ее практическое применение. В качестве несущей основы высокопрочной неметаллической арматуры было выбрано непрерывное тонкое высокопрочное стеклянное волокно диаметром 10–15 мкм, нити которого формовали в виде монолитного стержня с использованием синтетических смол (эпоксидной, эпоксифенольной, полиэфирной и др.). К волокну предъявлялись повышенные требования к сохранению прочности в щелочной среде бетона и высокому сопротивлению растяжению. В последние годы в России пришли к выводу, что целесообразнее использовать вместо стеклянного волокна базальтовое, производство которого менее трудоемко, а сырье вполне доступно. Такую арматуру стали использовать в различных сооружениях. Получили применение углеродные и арамидные волокна с более высокими механическими свойствами, расширен сортамент арматуры за счет витых канатов, возведено более десятка автодорожных и пешеходных мостов с различными пролетами [6]. Цель данной статьи – проанализировать перспективы применения композит-бетонных конструкций, рассмотреть существующую теоретическую и практическую базу применения композитных материалов в армировании, определить, какие мероприятия необходимо провести для расширения области применения данного вида армирования. За последние годы в России научные и производственные организации освоили производство неметаллических композитных элементов гибких связей. В основном выпускают стеклопластиковые гибкие связи и анкерные стержни, в то время как к арматуре бетонных конструкций предъявляются особые требования, касающиеся длительной прочности, сцепления с бетоном, модуля упругости и т. д. Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ) им. А.А. Гвоздева (Москва) разработал новый способ безфильерного изготовления композитной арматуры периодического профиля – метод нидлтрузии. При таком способе производства стержень, состоящий из волокнистых нитей, пропитанных полимерным связующим, сначала разделяют на отдельные части, пропускают по раздельным каналам, после чего вновь соединяют с одновременной спиральной оплеткой и натягом обмоточного жгута, внедряющегося в пучок волокон. Авторами получены патенты на технологию производства арматуры. Арматура, изготовленная методом нидлтрузии, имеет высокие анкерующие свойства в бетонной среде, надежное крепление спиральной обмотки на силовом стержне, а также высокие физико-механические свойства. Совершенствование технологии производства позволило повысить физико-механические характеристики композитной арматуры АСП (арматура стеклопластиковая), и АБП (базальтопластиковая). На основании результатов исследований разработаны технические условия «Арматура неметаллическая композитная периодического профиля» (ТУ 5769-248-35354501-2007). На предприятии ОАО «Моспромжелезобетон» при участии НИИЖБ и ООО «Промтрест-18» были изготовлены и испытаны образцы дорожных плит ПД 3×1,75-2АСП; 3×1,75-2АБП с неметаллической арматурой производства ООО АСП (г. Пермь) и металлической арматурой. В результате испытаний установлено следующее:максимальный момент, при котором произошло разрушение плиты, армированной металлической арматурой А500С, составил 1,12 т*м, а плиты, армированной базальтопластиковыми стержнями производства ООО АСП, – 1,5 т*м; момент трещинообразования образцов был равен соответственно 0,46 и 0,45 т*м; ширина раскрытия трещин для железобетонной плиты составляла: при М=0,77 т*м –0,1 мм, при М=1,0 т*м – 0,2 мм, а для плиты, армированной базальтопластиковой арматурой:при М=0,77 т*м – 1,5 мм, при М=1,08 т*м – 2,0 мм;максимальное перемещение плиты составило соответственно 2,7 и 8,0 см.

В плите с базальтопластиковыми стержнями после образования трещин на каждом этапе загружения наряду с интенсивным раскрытием трещин отмечено существенное перемещение плиты. Следует отметить, что вследствие малых относительных деформаций базальтопластиковых стержней, сопоставимых, по-видимому, с деформациями сжатого бетона, разрушений последнего не происходит, что и вызывает существенные перемещения плит. Испытания показали достаточную надежность сцепления базальтопластиковой арматуры с бетоном, о чем свидетельствуют равномерный по длине образца шаг трещин в бетоне растянутой зоны и отсутствие продергивания стержней, вплоть до разрушения образцов. Проведенные исследования подтвердили принципиальную возможность использования неметаллической композитной арматуры в элементах конструкций, работающих на упругом основании. Созданы рабочие чертежи дорожных плит массового изготовления размером 3,0×1,75×0,14 м (шифр НСК 296-07), армированных неметаллической композитной арматурой и предназначенных для покрытий внутрипостроечных и объездных дорог. НПФ “Уралспецарматура” разработан технический регламент “Неметаллическая композитная арматура для строительных работ”, где приведена таблица сравнительных характеристик металлической и композитной арматуры (табл. 1) [3].Также в данном регламенте приведена таблица равнозначной замены стальной арматуры на неметаллическую (табл. 2). Расчет и конструирование бетонных изделий производились в соответствии СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», а также по «Рекомендациям по расчету конструкций со стеклопластиковой арматурой» Р-16-78 (НИИЖБ, 1978).

Таблица 1
Сравнительные характеристики металлической и композитной арматуры

Таблица 2
Равнозначная замена стальной арматуры на неметаллическую

Насколько можно доверять данным регламента, сложно судить. За основу взята существующая теория расчета железобетонных конструкций. Для расширения областей применения композитной неметаллической арматуры и детального изучения ее совместной работы с бетоном целесообразно продолжить исследования и провести испытания конструкций различного назначения. Особый интерес представляет использование неметаллической арматуры в предварительно напряженных железобетонных конструкциях. Однако для изготовления таких конструкций в заводских условиях препятствием является отсутствие захватных приспособлений и оснастки, которые предстоит разрабо-тать.Наибольшим препятствием в применении композитной арматуры является полное отсутствие какой-либо нормативной базы. Единственными упоминаниями в действующих ТНПА являются следующие пункты ГОСТ 31384-2008 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии»:

— п. 6.10: в среднеагрессивных и сильноагрессивных средах для армирования конструкций без предварительного напряжения рекомендуется применять неметаллическую композиционную арматуру, за исключением изгибаемых элементов;

— п. 8.13: в конструкциях, подвергающихся электрокоррозии, допускается заменять стальную арматуру на неметаллическую (базальтопластиковую, стеклопластиковую и др.) при соответствующем обосновании [1]. СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» конкретизирует:

-п. 5.3.2: Для железобетонных конструкций следует применять следующие виды арматуры, установленные соответствующими стандартами:
— горячекатаную гладкую и периодического профиля диаметром 3–80 мм;
— термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6–40 мм;
— механически упрочненную в холодном состоянии (холоднодеформированная) периодического профиля или гладкая, диаметром 3–12 мм;
— арматурные канаты диаметром 6–15 мм;
— неметаллическую композитную арматуру»;
п. 5.3.3: К неметаллической арматуре (в том числе фибре) предъявляют также требования по щелочестойкости и адгезии к бетону» [4].
Использование композитной арматуры в армировании бетонных конструкций весьма
перспективное направление, но для расширения области ее применения в строительстве необходимо выполнить следующие мероприятия:
— разработать стандарты, регламентирующие требования к качеству арматуры, ее механическим свойствам и методам контроля;
— разработать строительные нормы, регламентирующие правила расчета и конструирования композитобетонных конструкций и устанавливающие требования к контролируемым
параметрам в предельных состояниях;
— подготовить предложения по оценке характеристик периодического профиля арматуры;
— разработать типовые решения, обеспечивающие требуемый уровень огнестойкости
композитобетонных конструкций;
— стандартизировать гнутые изделия.
До реализации данных мероприятий выполнять проектирование композитобетонных
конструкций возможно только с использованием зарубежных норм проектирования и исключительно под арматуру конкретного производителя [2]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 31384-2008. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии: бщие
технические требования. М., 2010. (Стандартинформ).
13
2. Лешкевич О.Н. Перспективы применения композитной арматуры // Третий междунар.
симп. «Проблемы современного бетона и железобетона». Белгород, 9–11 ноября 2011.
URL: http://www.twirpx.com/file/664098/ (дата обращения: 10.06.2012).
3. Неметаллическая композитная арматура для строительных работ / НПФ «Уралспецарма-
тура». Пермь, 2008. 6 с.
4. СНиП 52-01-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции”. Введ. 30.06.2003. М., 2004.
5. СТБ 1103-98 «Арматура стеклопластиковая. Технические условия». Введ. 01.10.1998.
6. Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные конструкции. М.:
Стройиздат, 1980. 104 с.

Что такое композит | Текстильные конструкционные армированные композиты

19 февраля 2021 г. 19 января 2014 г. Мажарул Ислам Кирон

Последнее обновление 19 февраля 2021 г.

Что такое композит | Текстильные конструкционные армированные композиты

Абиная
Старший исполнительный директор, MNC, Индия
Эл. для образования гетерогенной смеси, чтобы исправить какой-либо недостаток особенно полезного компонента. Разные исследователи давали разные определения композитов. Среди них определение, данное Джорджем Любином (1969) состоит в том, что композитный материал создается путем синтетической сборки двух или более компонентов (выбранного наполнителя или армирующего агента и совместимого матричного связующего) для получения определенных характеристик и свойств.

Рис. Композиты, армированные текстилем

Композитные материалы имеют объемную непрерывную фазу, называемую матрицей, и одну или несколько диспергированных, несплошных фаз, называемых армирующим материалом, который обычно обладает превосходными механическими или термическими свойствами по сравнению с матрицей. Область между ними может быть просто поверхностью, называемой интерфейсом, или третьей фазой, называемой интерфазой.

Классификация композитов:

Рис.: Классификация текстильных композитов

Композиты можно классифицировать на основе их структурных компонентов и матрицы, согласно Джорджу Любину (1989), композиты можно классифицировать на основе используемых структурных компонентов:

• Волокнистые (состоящие из волокон в матрице) композиты
• Ламинарные (состоящие из слоев материалов) композиты
• Частичные (состоящие из слоев материалов) композиты

Композиты в виде частиц можно дополнительно подразделить на:

• Чешуйки (плоские чешуйки в матрице)
• Скелетные (состоит из непрерывной скелетной матрицы, заполненной вторым материалом).

По используемой матрице композиты можно разделить на термопластичные композиты и термореактивные композиты.

Термопластичные композиты:
По сравнению с термореактивными композитами термопластический композит имеет следующие основные преимущества.

• Нагревание или обработка паром не делает композиты хрупкими.
• Более короткий цикл отверждения и
• Возможность вторичной переработки.

Согласно Huang Gu et al (2007) термопластичные композиты обладают следующими преимуществами.

• Высокая ударопрочность
• Высокая устойчивость к повреждениям
• Низкая цена и возможность вторичной переработки.
• Термопластичная матрица выдерживает высокие температуры и при этом обладает хорошей текучестью.

Термореактивные композиты
Композиты, которые производятся с использованием термореактивной матрицы, называются термореактивными композитами. Термореактивная матрица дополнительно требует отвердителя для изготовления композитов, а также требует отверждения. Это автоматически увеличивает стоимость производства и время обработки. Степень смачивания в процессе производства важна для хорошей адгезии между арматурой и матрицей.

При применении термореактивных материалов можно снизить вязкость, что способствует лучшему смачиванию между армированием и матрицей. Одним из самых больших недостатков термореактивных композитов является то, что после отверждения они не могут быть преобразованы в другую форму.

Текстильные конструкционные армированные композиты
Текстильные композитные материалы состоят из полимерной матрицы (термопластичной или термореактивной) в сочетании с текстильным армированием. Текстильные конструкционные композиты представляют собой класс передовых материалов, армированных текстильными заготовками для конструкционных или несущих конструкций. В настоящее время текстильные конструкционные композиты являются частью более широкой категории композитных материалов (Shishoo et al 1971 и Wiemer et al 2000). В общем, композиты можно определить как выбранную комбинацию разнородных материалов с определенной внутренней структурой и внешней формой. Уникальная комбинация двух компонентов материала приводит к исключительным механическим свойствам и превосходным эксплуатационным характеристикам, которые невозможно получить ни с одним из компонентов по отдельности.

Кроме того, композитные материалы часто превосходят материалы (например, металлы) по прочности по отношению к весу или жесткости по отношению к весу (Kaldenhoff and Wuifhorst 1997). Текстильная структура в качестве армирования и смола в качестве матрицы привели к производству армированного композита текстильной ткани .

Самоармирующийся композит (SRC)
SRC относится к композиту, содержащему полимерно ориентированные армирующие элементы (обычно волокна или ленты) или жесткие частицы в матрице из того же полимера. Однако существуют и другие виды SRC, основанные на молекулярной ориентации. Они состоят из однородных полимеров или полимерных смесей, которые имеют уровень предпочтительной молекулярной ориентации (путем экструзии, литья под давлением или процесса растяжения в твердом состоянии), где «армирование» происходит на молекулярном уровне. Этот метод был использован для разработки SRC на основе полипропилена. Заготовка может быть изготовлена ​​различными методами, такими как ткачество, вязание, нетканое полотно и плетение. Согласно Horrocks (2004) текстильная заготовка классифицируется следующим образом. На рисунке представлены классификации текстильного исполнения.

Рис.: Классификации текстиля выполните

. Вам также может понравиться:

1. Различные важные функции геотекстиля
2. Прощитный текстиль с его огромными применениями
3. Промышленные текстиль и их приложения
5. Промышленные текстильные Свойства, характеристики и материалы
6. Кевларовое волокно: типы, свойства, производственный процесс и применение
7. Арамидные волокна: типы, свойства, производственный процесс и применение
8. Применение высокоэффективных волокон специального назначения
9. Высокоэффективные полиэтиленовые волокна – обзор

Мажарул Ислам Кирон

Основатель и редактор Textile Learner. Он консультант по текстилю, блогер и предприниматель. Он работает консультантом по текстилю в нескольких местных и международных компаниях. Он также является автором Википедии.

Поделитесь этой статьей!

Категории Технический текстиль

[PDF] СЛОЖНЫЕ ТЕКСТИЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ В КАЧЕСТВЕ УСИЛЕНИЯ ДЛЯ СОВРЕМЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

• ID корпуса: 55257424

  title={СЛОЖНЫЕ ТЕКСТИЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ КАК АРМАТУРА ДЛЯ СОВРЕМЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ},
  автор = {Мадалина Заноагэ и Фульга Танасэ},
  год = {2014}
} 

• М. Заноагэ, Ф. Танасэ
• Опубликовано в 2014 г.
• Инженерное дело

Композиты, армированные волокном, были первоначально разработаны для применения в аэрокосмической и оборонной промышленности. Материалы с высокими эксплуатационными характеристиками были разработаны и получены с использованием волокон с высоким отношением прочности к весу. Хорошо известными сложными текстильными структурами, используемыми в качестве армирующих материалов для современных композитов, являются 2D- и 3D-ткани и нетканые волокнистые маты, но трикотажные ткани (уточные вязаные структуры, а также основы вязания) вызывают большой интерес в последние десятилетия благодаря своим свойствам и разработка… 

afahc.ro

Biaxial weft-knitted fabrics as composite reinforcements: A review

• Hossein Hasani, S. Hassanzadeh, Mohammad Javad Abghary, Elahe Omrani

• Materials Science

• 2017

Textile products are considered как приемлемая альтернатива обычно используемой композитной арматуре из-за их легкого веса, а также относительно высокой удельной прочности и жесткости. Среди…

Несущая способность при сжатии 3D-интегрированных уточно-вязаных прокладочных композитов

• С. Хассанзаде, Хоссейн Хасани, М. Зарребини

• Машиностроение

• 2019

Последние разработки в области производства композиционных материалов привели к формированию недавно известных трехмерных интегрированных трикотажных тканей, которые можно использовать в качестве композитные армирующие материалы. В этом…

Тепловые свойства сенсорных нитей PEDOT-compl-PSS и термопластичных композитов, армированных текстилем

• И. Йеркович, А. Гранцарич, К. Дюфур, Ф. Буссу, В. Кончар

• Материаловедение, машиностроение

  Обзор текстиля и кожи

• 2019

Умные текстильные конструкции, такие как сенсорные нити, обеспечивают реальную возможность мониторинга структурного состояния на месте
термопластичных композитов, армированных текстилем. В этой работе термические свойства…

ПОКАЗЫВАЮТСЯ 1-7 ИЗ 7 ССЫЛОК

Обзор применения передовых трехмерных волокнистых текстильных композитов

• A. Mouritz, M. Bannister, P. Falzon, K. Leong

• Engineering

• 1999

Справочник по инженерным вопросам композитов

• P. Mallick

• Инженерные инженерии, Материалогические науки

• 1997

. Внедрение — определения

. Часть 1 Составляющие: волокна, ткани и наполнители, смолы матрицы и адгезия волокна к матрице. Часть 2 Механика: микромеханика механика…

Введение в трехмерные волокнистые сборки

• Jinlian Hu

• Материаловедение

• 2008

Трехмерные (3-D) ткани — это те материалы, которые имеют систему или системы во всех трех осях плоскости. Эти материалы обладают особыми свойствами, такими как сила межслойного сдвига,…

Разработка трехмерных трикотажных полотен для перспективных композитных материалов

• L.