Стеклоарматура характеристики: Композитная стеклопластиковая арматура: характеристики, применение.

Композитная стеклопластиковая арматура: характеристики, применение.

Для производства композитной арматуры используют специальные композитные материалы (нити-волокна). Для пропитки этих материалов используется эпоксидная смола, после чего волокна сплетаются и еще раз покрывают полимерным покрытием. Далее покрытые волокна вытягивают и на стержень накручивают ребристую часть.

В процессе изготовления композитной арматуры нити-волокна находятся в нагретом состоянии, а охлаждаются стержни перед порезкой на необходимые длины.

С июня 2016г мы предлагаем нашим  покупателям альтернативу стальной  арматуре и начинаем реализацию  композитной арматуры диаметров 4-20 мм.

 

Композитная арматура может быть :

  • стеклопластиковой,
  • базальтовой,
  • графитовой.

Технология производства всех видов композитной арматуры схожа, разница заключается в материале основы и покрытия (напыления). Здания для постройки которых используется стеклопластиковая арматура не уступают по надежности построенным из металлической арматуры.

Впервые на постсоветском пространстве стеклопластиковая арматура использовалась еще в 1970 году для строительства нескольких зданий — результат был отменным.

 

Особенности  композитной стеклопластиковой арматуры АКС

Преимущества композитной стеклопластиковой арматуры (АКС):

  • обладает повышенной прочностью. Стеклопластиковая арматура в 3 раза прочнее металлической арматуры такого же диаметра, что позволяет при строительстве использовать меньший диаметр композитной арматуры.
  • не подвергается коррозии при воздействии воды. Поэтому она подходит для строительства всевозможных водных сооружений либо для строительства зданий в особых климатических зонах.
  • относится к 1й группе по химмической устойчивости.
    сохранияет свои свойства в температурном диапазоне -75+110, в отличии от металлической, которая становится ломкой и хрупкой. 
  • имеет малый вес в сравнении с металлической ( меньше в 4,4 раза).
  • имеет очень низкую теплопроводность, что особо важно для инженерных конструкций наружного типа.
  • обладаетпрактически нулевой электропроводностью, не накапливает статистическое напряжение, не мешает прохождению радиоволн.
  • имеет одинаковый с бетоном коэффициент теплопроводности, что обеспечивает устойчивость бетона к появлению трещин в строении.
  • экологически не опасный материал, почти не оказывает негативного воздействия на человека и окружающую среду.
  • может выпускаться совершенно любой длины, а не 6-12 метров как стальная арматура. Бухта стеклопластиковой арматуры длиной в 150 м имеет вес около 10 кг.
  • После перевозки в скрученом виде она легко выпрямляется.

Купить стеклопластикрвую арматуру по выгодным ценам можно на нашей металлобазе. Доставка осуществляется в любую точку Украины. Ознакомиться с ценой на стеклопластиковую арматуру.

  

 

Стеклопластиковая арматура (АКС)

Металлическая арматура

Сырьё

Ровинг стеклянный щёлочестойкий, смола эпоксидная

 

Сталь

Упругость

Максимально упругий

 

Упруго-пластичный

Прочность при растяжении в МПа

800-1300 МПа

 

 

390-490 МПа

Удлинение в %

2,2%

 

25%

Упругость в МПа

55 000 МПа

 

210 000 МПа

Теплопроводность в Вт/(м0оС)

0,35 Вт/(м0оС)

 

 

46 Вт/(м0оС)

Плотность готовой продукции в кг/м3

1900 кг/м3

 

 

7850 кг/м3

Линейное расширение в ах-5/С

9-12 ах-5/С

 9-12

 

13-15 ах-5/С

13-15

Стойкость к агрессивной среде

Нержавеющий материал, кислотостойкий

 

Коррозирует, низкая устойчивость

Тепло проводимость

Нетеплопроводный

 

Теплопроводный

Диэлектрические свойства

Не проводит электричество

 

Электропроводна

Диаметр продукции в мм

4-20 мм

 

6-80 мм

Длина продукции в м

В соответствие с заявкой заказчика

 

Стержни 11,7 м

Токсичность

Не токсична, относится к 4 классу(малоопасные)

 

Экологична

Срок эксплуатации

Не менее 80 лет

 

Согласно ГОСТу 

Вес продукции в кг (при равнопрочной замене)

4 АКС – 0,015 кг

6 АКС – 0,04 кг

7 АКС – 0,06 кг

8 АКС – 0,08 кг

10 АКС – 0,10 кг

12 АКС – 0,18кг

14 АКС – 0,24 кг

16 АКС – 0,33 кг

 

6 А-III – 0,222 кг

8 А-III – 0,395 кг

10 А-III – 0,617 кг

12 А-III – 0,888 кг

14 А-III – 1,210 кг

16 А-III – 1,580 кг

18 А-III – 2,000 кг

20 А-III – 2,470 кг

Условная замена арматуры по физико-механическим свойствам

4 АКС

6 АКС

7 АКС

8 АКС

10 АКС

12 АКС

14 АКС

16 АКС

6 А-III

8 А-III

10 А-III

12 А-III

14 А-III

16 А-III

18 А-III

20А-III

Стеклопластиковая арматура: применение

Применение стеклопластиковой арматуры по строительным нормам и правилам:

  • для армирования ЖБК различных типов сооружений (медицинских, научных, авиационных),
  • строительства автомобильных дорог,
  • промышленных и сельскохозяйственных объектов,
  • для изготовления специального бетона ( легкого, тяжелого),
  • при заливке монолитных фундаментов и плит перекрытия,
  • для упрочнения кирпичной кладки и создания гибких связей в трехслойных стенах, состоящих из несущего и облицованного слоев и слоя утеплителя,
  • для возведения зданий в сейсмически опасных зонах.

 

На сегодняшний день арматура стеклопластиковая, цена которой достаточно низка, купить можно у нас на металлобезе с доставкой в Киев и другие города и населенные пункты Украины.

Контакты региональных представительств металлобаз ВИКАНТ.

Сейчас арматура стеклопластиковая за счет своих превосходных технических качеств и экономической составляющей становится незаменимым материалом.

Ознакомиться с ассортиментом реализуемой продукции можно здесь.

Вернуться на главную страницу сайта.

Опубликовано: 14.06.2016

Поделиться:

Вернуться к списку новостей

Технические характеристики стеклопластиковой полимерной арматуры

Стеклопластиковая арматура —
технические характеристики

Из статьи вы узнаете о десяти важных технических параметрах стеклопластиковой арматуры — что означает каждый из них, какой показатель ему соответствует.

Стеклопластиковая арматура — наиболее выгодная по соотношению «цена-качество» разновидность композитной арматуры. В мире её аналоги используют ещё с 30-х годов, в СССР этот термин впервые был озвучен в 40-х годах прошлого века. Разбираем подробно технические характеристики этого вида полимерной арматуры.

Содержание:

  1. Про АКС
  2. Процесс производства
  3. Вес
  4. Разрывная прочность
  5. Модуль упругости
  6. Относительное удлинение
  7. Плотность
  8. Линейный коэффициент теплового расширения
  9. Теплопроводность
  10. Радиопрозрачность
  11. Коррозийная стойкость
  12. Гигиенические свойства

Нет времени читать всю статью? Сохраните её в социальных сетях или отправьте себе в мессенджер!

Стеклопластиковая арматура использовалась ещё в советские годы. Правда, как это часто случалось с инновационными материалами (например, арболитовыми блоками) с распадом СССР тема сошла на «нет» и начала возраждаться только в начале двухтысячных годов.

Применение арматуры из стекловолокна довольно широко — армирование фундаментов, стяжки, иных бетонных конструкций, в качестве гибких связей, шпалер и приштамбовых кольев, ограждений, а также в производстве многослойных стеновых блоков для скрепления слоёв между собой. Её применяют, во-первых, для удешевления строительства, а во-вторых, из-за многочисленного списка преимуществ по сравнению с металлом.

Пример применения стеклоарматуры для армирования стяжки пола

Использование композитной стеклопластиковой арматуры регламентируется сводом правил СП 295.1325800.2017.

Как производят стеклопластиковую арматуру

Полимерная арматура изготавливается из тонких нитей стекловолокна, связывающихся в единый стержень при помощи связующего вещества — компаунда на основе эпоксидной смолы. На поверхность стержня наносятся ребра для лучшего сцепления с бетоном.

Использование стекловолокна и обуславливает высокую прочность композитных армирующих материалов. Дело в том, что массивное стекло само по себе хрупкое. А вот тонкая стеклонить превосходит по прочности на разрыв большинство имеющихся в природе материалов. Её прочность достигает 2,4 гигапаскалей. Об этом писал в своей книге советский инженер Николай Фролов.

Пропитка стеклонити компаундом на начальном этапе производственного цикла

Производство стеклопластиковой арматуры — сложный технологический процесс, в котором любая мелочь имеет значение. Ошибки, допущенные при изготовлении, сказываются на качестве арматуры.

Какие ошибки допускают производители стеклопластиковой композитной арматуры читайте в нашем обзоре. Вам будет полезна эта статья!

Технические характеристики арматуры из стекловолокна

Рассмотрим 10 характеристик, на которые могут ориентироваться покупатели при покупке стеклопластиковой арматуры. Постараемся рассказать на что влияет та или иная характеристика и, конечно, дадим значения на примере нашего товара.

Вес арматуры сказывается на общем весе строения, а также затратах на транспортировку. Стеклоарматура в несколько раз легче металлической. Соответственно, если закладывать её в кладку или в стяжку пола, то нагрузка на фундамент будет меньше. Это экономия на фундаменте.

Перевозить такую арматуру тоже проще. Во-первых, из-за формы выпуска в бухтах, во-вторых из-за лёгкого веса. Если для перевозки стальной арматуры понадобится фура, то в случае со стеклопластиковой будет достаточно и «Газели».

В эту небольшую машину умещается 16 км стеклопластиковой арматуры

Сколько весит арматура?

Вес одного метра стеклопластиковой арматуры в зависимости от диаметра в граммах (в скобках вес стальной арматуры А3):

  • Ø4 — 25
  • Ø6 — 56 (222)
  • Ø8 — 94 (395)
  • Ø10 — 144 (617)
  • Ø12 — 198 (888)
  • Ø14 — 280 (1210)
  • Ø16 — 460 (1580)
  • Ø18 — 560 (2000)
  • Ø20 — 630 (2470)
  • Ø22 — 730 (2980)
  • Ø24 — 850 (3850)

Разрывная прочность

Арматура в бетонных конструкциях работает на изгиб и разрыв (в зависимости от типов конструкций). Предел прочности на разрыв — важнейшая техническая характеристика арматуры, определяющая её максимальное растяжение во время критических нагрузок.

Разрывная нагрузка — максимальное усилие, которое выдерживает материал до разрушения и характеризующее его способность воспринимать нагрузку. Разрывная прочность стеклопластиковой арматуры в несколько раз выше, чем у стальной. Поэтому, для конструкций, в которых арматура будет работать на разрыв, она подходит лучше.

Какая прочность у стеклопластиковой арматуры?

Предел прочности при растяжении АКС арматуры составляет 1189 МПа. Для сравнения — у стальной арматуры этот показатель равен 390 МПа.

    Исходя из этого и появилась таблица равнопрочной замены полимерной арматуры на металл. То есть, вместо металла 12-го диаметра применяется стеклоарматура 8-го диаметра.

    А вот если делать расчёт для конструкций, работающих на прогиб, то замена действует в обратную сторону. Об этом недостатке в следующем пункте.

    Модуль упругости стеклопластиковой арматуры

    Определение из Википедии: модуль упругости характеризует способность материала упруго деформироваться (т.е. не постоянно) при приложении к нему какой-либо силы. Проще говоря, от модуля упругости зависит раскрытие микротрещин бетонной конструкции.

    По этому показателю стальная арматура превосходит неметаллическую. Армирование препятствует растрескиванию и обвалу всей конструкции. Соответственно, от модуля упругости зависит величина потенциальных трещин. НО! Расчёты по данной характеристике производятся для конструкций, который будут работать на прогиб. Это:

    • балки прямоугольного или таврового сечения;
    • бетонные плиты перекрытия;
    • оконные и дверные перемычки.

    Для этих конструкций с учётом модуля упругости следует закладывать композитную арматуру большего диаметра ,чем металлическую.

    Какой модуль упругости у арматуры?

    Модуль упругости стальной арматуры — 200 000 МПа, стеклоарматуры — 55 000 МПа.

      Относительное удлинение

      Относительное удлинение после разрыва обозначается в процентах. Характеристика выражает изменение расчётной длины стержня арматуры, в пределах которой произошёл разрыв, выраженной в процентах от первоначальной длины. Иными словами этот показатель характеризует удлинение рабочей части стержня после разрушения к начальной расчётной длине. Значение относительного удлинения определяют при испытаниях на разрыв.

      Простыми словами, эта характеристика влияет на образование трещин в бетонной конструкции. Чем ниже этот показатель, тем больше вероятность избежать трещин!

      Какова величина относительного удлинения арматуры?

      Относительное удлинение стеклопластикового стержня — 2,2%, стального стержня — 25%.

        Плотность

        Плотностью называют отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму. Также её называют удельным весом. Обозначается как количество килограмм или тонн на один метр в кубе.

        Плотность влияет на вес изделия и иногда может помочь определить качество стеклопластиковой арматуры. Например, арматура диаметром 12 мм производства «Композит 21» весит 200 гр/метр. Это примерный вес АСК арматуры хорошего качества. Если же вам предложили товар по нереально низкой цене, уточните у продавца сколько он весит. Например, в нашей практике был случай, когда заказчику предложили 12-миллиметровую арматуру по очень низкой цене. А позже выяснилось, что метр этой арматуры весит на 20% меньше. Соответственно, это материал меньшей плотности, прочностные характеристики которого будут ниже.

        Какая плотность у арматуры?

        Показатель плотности стеклопластиковой арматуры — 2 т/м3, стальной арматуры — 7,85 т/м3.

          Линейный коэффициент теплового расширения

          Эта характеристика показывает насколько будет удлиняться материал при увеличении его температуры на один градус. При изменениях температуры в пределах 80 °C (например, от — 40 °C до + 40 °C) расширение бетона может достигать 0,8 мм на метр. Поэтому, температурные колебания могут вызвать растрескивание бетона с жёстким наполнителем из-за разных коэффициентов линейного расширения у самого бетона и наполнителя.

          В этом заключается ещё одно преимущество стеклопластиковой арматуры перед металлической. Дело в том, что тепловой коэффициент бетона и композитной арматуры примерно одинаков, поэтому бетон, армированный композитом будет меньше подвержен отрицательному влиянию температурных колебаний.

          Какой коэффициент линейного расширения у стеклопластиковой арматуры?

          Коэффициент для стеклопластиковой арматуры — 9-12 ax10-6/°C, для стальной арматуры — 13-15 ax10-6/°C.

            Теплопроводность

            Теплопроводностью называют способность тел переносить энергию (тепло) от более нагретых частей тела к менее нагретым. По другому — это количественная характеристика способности тела проводить тепло. Количественно эта способность выражается коэффициентом теплопроводности. Чем меньше значение коэффициента, тем ниже склонность материала к переводу тепла.

            Например, если рассматривать стену дома, то использование при её строительстве материалов с высокой теплопроводностью приведёт к передаче тепла из нагретого помещения (т.е. вашего дома) в менее нагретое (т.е. на улицу). Грубо говоря, зимой вы будете топить улицу. А летом наоборот. Таким образом, при строительстве из материалов с низкой теплопроводностью в доме будет тепло зимой и прохладно летом.

            Армирование цоколя из строительных блоков стеклопластиковой арматурой

            Стеклопластиковая арматура (либо сетка), которую закладывают в стены при армировании кладки, отличается меньшей теплопроводностью в отличие от стальной. Она не образует «мостиков холода», через которые тепло будет покидать ваше жильё.

            Какой коэффициент теплопроводности у арматуры?

            Коэффициент теплопроводности стеклопластиковой арматуры — 0,35 Вт/(м°С), а у стальной арматуры — 46 Вт/(м°С).

              Также стеклопластиковая арматура активно используется в качестве гибких связей в многослойных стенах.

              “Низкая теплопроводность композитных стержней предопределила их эффективное использование в качестве связей многослойных стеновых конструкций. По результатам сравнительных испытаний трехслойных стеновых панелей на сдвиг слоев относительно друг друга, в которых использованы стеклопластиковые и металлические связи, установлено, что стеклопластиковая арматура обеспечивает требуемый уровень жесткости и прочности, предъявляемый к гибким связям.»

              Источник: Грановский А. В., Хактаев С.С. Применение стеклопластиковой арматуры в качестве гибких связей в трехслойных стеновых панелях // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 10. С. 84–87

              Радиопрозрачность и диэлектрические свойства

              Этот параметр важен прежде всего в области электроэнергетического строительства. Стеклопластиковая арматура является диэлектриком, поэтому не создаёт помех для работы сложных электрических приборов. Именно по этой причине композитная арматура применялась при строительстве Центра квантовых нанотехнологий в Канаде или Института изучения твёрдых тел имени Макса Планка в Германии.

              Стеклопластиковая арматура не создаёт радиопомех, в отличие от металлических контуров из стальной арматуры. Подробнее об электротехнических свойствах арматуры из стекловолокна читайте в другой статье.

              Коррозийная стойкость

              Коррозией называют самопроизвольное разрушение металлов, а также сплавов в результате воздействия окружающей среды. В отношении неметаллических материалов такой термин употреблять не принято (правильнее использовать термин «старение»). Но при ужесточении эксплуатационных условий полимерные материалы тоже склонны ухудшаться под воздействием среды. Поэтому, термин «коррозия» употребляют и в отношении стеклопластиковой арматуры.

              Если же сравнивать композитную и стальную арматуру, то первая обладает высокой коррозийной стойкостью (в том числе, от воздействия как жидкостной, так и химической коррозии), а вторая — низкой.

              На что влияет эта характеристика? На долговечность. Срок службы стеклопластиковой арматуры больше, чем у металлической.

              “В 1975 и 1984 годах стеклопластиковая арматура диаметром 6 мм была применена в строительстве опытных преднапряженных конструкций мостов. Прочность арматуры на растяжение составляла 1200 МПа, однако, учитывая низкий модуль упругости (30-40 ГПа), в поперечном сечении балок располагались стержни из алюмоборсиликатного волокна диаметром 10 мкм, количество связующего не превышало 20 % по массе. В 2006 году сотрудниками НИИЖБ им. Гвоздева было изучено состояние некоторых таких конструкций. Обследование опытных пролетных строений не выявило серьезных нарушений и подтвердило необходимость проведения дальнейших более детальных экспериментов с получением статистических данных по изменению сцепления с бетоном, прочностным и деформативным характеристикам полимеркомпозитной арматуры, в том числе длительной прочности.»

              Источник: Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова , №3, 2017

              Экологическая безопасность

              ГОСТ 31938-2012 регламентирует гигиенические требования к композитной арматуре а также всем её видам, включая стеклопластиковую. АКП не должна выделять вредные и токсичные вещества в концентрациях угрожающих здоровью человека, а также оказывать вредное воздействие на окружающую среду.

              По требованиям нормативного документа концентрация фенола и формальдегида не должна превышать 0,003 мг/м3, концентрация толуола не должна превышать 0,600 мг/м3, уровень запаха не более 2 баллов. А эффективная удельная активность природных радионуклидов — не более 370 Бк/кг.

              Безопасна ли стеклопластиковая арматура?

              Гигиеническая характеристика стеклопластиковой арматуры согласно результатам санитарно-эпидемиологической экспертизы:

              • концентрация фенола: <0,001
              • концентрация формальдегида: <0,001
              • концентрация толуола: <0,16
              • эффективная удельная активность природных радионуклидов: 128±50
              • уровень запаха: 1 балл.

                То есть, все показатели в пределах нормы. По крайней мере, у нашей компании.

                Сертификат соответствия санитарным нормам

                Гигиенические характеристики стеклопластиковой арматуры

                Заключение санитарно- эпидемиологической службы

                Читайте также:

                Защитный слой бетона

                Армирование стен

                Опыт применения композитной стеклопластиковой арматуры за рубежом

                Свойства стекловолокна

                Свойства стекловолокна

                Стекловолокно представляет собой материал, состоящий из нескольких тонких волокон стекла . Этот продукт является одним из самых универсальных промышленных материалов, известных сегодня. Его механические свойства сопоставимы с другими волокнами, такими как углеродное волокно и полимеры. Стекловолокно используется в качестве армирующего агента для многих полимерных изделий, чтобы сформировать очень прочный и легкий материал, известный как .0005 стекловолокно .

                Стекловолокно обладает некоторыми уникальными преимуществами по сравнению с другими материалами благодаря своей толщине, весу и прочности . Обладая таким широким диапазоном свойств, этот материал может удовлетворить проектные и проектные задачи во многих отраслях промышленности.

                Свойства стекловолокна 

                • Высокая прочность на растяжение. Стекло обладает большей прочностью на растяжение, чем стальная проволока того же диаметра, при меньшем весе.

                • Размерная стабильность. Стекловолокно не чувствительно к колебаниям температуры и влажности. Имеет низкий коэффициент линейного расширения.

                • Высокая термостойкость. Стеклоткани сохраняют 50% прочности на растяжение при комнатной температуре при 370°С, 25% при 480°С, температуру размягчения 845°С и температуру плавления 1135°С.

                • Хорошая теплопроводность. Стекловолокно является отличным теплоизолятором из-за высокого отношения площади поверхности к весу. Это свойство делает его очень полезным в строительной отрасли.

                • Высокая огнестойкость. Поскольку стекловолокно является минеральным материалом, оно негорюче. Он не распространяет и не поддерживает пламя. Он не выделяет дыма или токсичных продуктов при воздействии тепла.

                • Хорошая химическая стойкость. Стекловолокно обладает высокой устойчивостью к воздействию большинства химических веществ.

                • Выдающиеся электрические свойства. Стекловолокно обладает высокой диэлектрической прочностью и низкой диэлектрической проницаемостью. Это отличный электрический изолятор даже при небольшой толщине.

                • Диэлектрическая проницаемость. Это свойство стекловолокна делает его пригодным для электромагнитных окон.

                • Совместимость с органическими матрицами. Стекловолокно может различаться по размеру и способно сочетаться со многими синтетическими смолами и некоторыми минеральными матрицами, такими как цемент.

                • Высокая прочность. Стекловолокно не подвержено воздействию солнечных лучей, грибков и бактерий.

                • Негниющий. Стекловолокно не гниет и не подвергается воздействию грызунов и насекомых.

                • Высокая экономичность. Это экономичный выбор по сравнению с аналогичными материалами.

                Благодарим вас за то, что вы нашли время прочитать наш блог. Если вы думаете об обучении за границей, взгляните на нашу степень магистра в области композитов.

                 

                В PFH мы позаботимся о том, чтобы вы получили высококачественное образование, максимально используя опыт обучения за границей!

                СТЕКЛО, АРМИРОВАННОЕ ВОЛОКНОМ

                Стекло, армированное волокном (FRG) Композиты представляют собой стеклянные или стеклокерамические матрицы, армированные длинными волокнами углерода или карбида кремния. Эти композиты легче стали, но столь же прочны, как и многие марки стали, и могут выдерживать более высокие температуры. Они также обладают выдающейся устойчивостью к ударам, тепловому удару и износу, и их можно использовать для контроля тепло- и электропроводности. При использовании соответствующих инструментов такие операции, как сверление, шлифовка и токарная обработка, могут быть выполнены в два раза быстрее, чем при отсутствии армированного стекла.

                В настоящее время компоненты FRG в основном используются для работы с горячим стеклом или расплавленным алюминием во время производственных операций. FRG также проходит испытания в качестве конструкционного материала на различных рынках, включая аэрокосмическую, автомобильную и полупроводниковую промышленность.

                Свойства

                Стекло и стеклокерамика являются универсальными материалами благодаря таким характеристикам, как высокая химическая стойкость и особое электрическое поведение, но хрупкость при растяжении ограничивает их структурное применение. Однако добавление в стекло непрерывных волокон углерода и карбида кремния позволяет получить материал, выдерживающий очень высокие механические напряжения и нагрузки. В результате теперь стало возможным производить композиты со стеклянной матрицей, способные выполнять конструкционные функции (таблица F.2).

                Процесс армирования обеспечивает увеличение как допустимого максимального напряжения, так и предельного удлинения: хрупкое разрушение сменяется почти пластичным поведением. Эти свойства, наряду с другими, делают композиты ФРГ выгодными материалами в машиностроении. Например, низкая плотность и высокий модуль упругости позволяют создавать чрезвычайно прочные и жесткие конструкции.


                Еще одна важная характеристика длинных армированных стекловолокном стекол заключается в том, что их механические свойства практически не зависят от состояния поверхности. Это означает, что их можно просверливать даже рядом с краями и соединять с другими деталями с помощью винтов и болтов.

                Кроме того, композиты FRG обладают очень высокой устойчивостью к температурным изменениям, низким коэффициентом теплового расширения, высокой удельной теплоемкостью и хорошей химической стойкостью.

                Они также обладают хорошими трибологическими и износостойкими свойствами. Однако из-за большого разнообразия трибологических и трибомеханических процессов и применений перед выбором композита FRG необходимо оценить каждую рабочую среду.

                Эффекты волокна

                Характеристики FRG-композитов в различных условиях эксплуатации зависят главным образом от типа волокна, количества волокна и его ориентации в матрице. Это также зависит от операционной среды и продолжительности или цикла конкретного приложения.

                Типы волокон

                Углеродные волокна стабильны при температуре >2000°C в инертной атмосфере, но такие характеристики требуются лишь в немногих случаях. Более того, при таких температурах сама матрица становится мягкой. На воздухе углеродные волокна остаются стабильными примерно до 450°C. Этот температурный предел также применяется к композитам, содержащим углеродные волокна, если только волокна не были полностью герметизированы.

                Волокна SiC, напротив, стабильны на воздухе при температуре примерно до 1200°C. В этом случае ограничивающим фактором является термостойкость матрицы. Таким образом, изделия SiC FRG можно считать устойчивыми до 500°C, если матрица состоит из щелочноборсиликатного стекла Duran.

                С другой стороны, если матрицей является бесщелочное алюмосиликатное стекло, композит, содержащий волокна SiC, стабилен до 750°C.

                При закалке от 350 до 20°C большинство неармированных стекол разрушаются. Однако SiC FRG способен выдерживать 60-кратную закалку (термический удар) от 550°C до температуры окружающей среды. Кроме того, продукт показал хорошую вязкость разрушения при температурах до -200°C.

                Количество волокна

                Работа при высоких температурах и устойчивость к тепловому удару могут быть улучшены за счет увеличения процентного содержания волокна в композите. Тем не менее, волокно является основным фактором затрат при производстве FRG. Таким образом, преимущества производительности должны по-прежнему перевешивать затраты по мере увеличения количества волокон.

                Ориентация волокон

                В зависимости от расположения волокон свойства композита FRG могут быть либо изотропными, либо анизотропными. Например, волокна могут быть расположены так, чтобы теплопроводность была низкой в ​​одном направлении, но высокой в ​​перпендикулярном направлении. Абсолютные значения теплопроводности колеблются от 1,7 до ~25 Вт/м·К или вдвое меньше, чем у стали. Как и при высоких температурах, теплопроводность зависит от направления, типа и количества волокон в композите.

                Относительно высокие значения проводимости получаются, когда композит содержит углеродные волокна, ориентированные продольно в направлении распространения тепла; в противном случае материал может работать как тепловой барьер.

                ТАБЛИЦА F.2

                Свойства композитов FRG по сравнению с неармированным стеклом и различными марками стали

                Свойство

                Усиленное карбидом кремния стекло Duran, ориентированное на волокна 0/90

                Углеродное стекло Duran, ориентированное на волокна 0/90

                SiC-армированный

                8252 Алюмосиликат

                Стеклокерамика, армированная карбидом кремния, поддающаяся механической обработке, ориентированная на волокна 0/90

                Неармированное стекло Duran

                Нержавеющая сталь 1.4301/1.4304 и

                Углеродистая сталь

                2,5

                1,9-2,2

                2,5

                2,5

                2,2

                8

                1,8-2,5

                Прочность на изгиб, МПа (трехточечный изгиб)

                450

                500

                450

                400-500

                30-50

                Среднее 600

                40

                Модуль Юнга, ГПа

                110

                130

                110

                100

                63

                190-210

                10

                Макс. деформация, %

                0,5-1

                1

                0,1

                15

                0,1

                б

                1,2 x 10 2

                с

                с

                Коэффициент теплового расширения,

                2-4

                2-4

                2-4

                3,3

                15-18

                4-8

                частей на миллион/К

                Теплопроводность, Вт/(К-м)

                1,5 -3

                1,5 -3

                1,5 -3

                1.1

                20

                50-150

                1,5 под углом 90°

                Короткое время (секунды)

                600

                500

                800

                1000

                600

                650

                550

                Длительное время (часы)

                550

                450

                750

                900

                530

                550

                450

                a 1. 4301 (Fe/Cr18/Ni10) и 1.4304 (Fe/Cr18/Ni10/Mo3) — это номера материалов для двух типов нержавеющей стали, используемых, например, в медицине или вакууме. b Показатели, не измеренные до сих пор.

                c Значения этих свойств неизвестны (здесь) или не имеют значения для этих материалов.

                Аналогично было измерено электрическое сопротивление композитов при комнатной температуре в композите, содержащем 40% волокна по объему. В направлении волокна удельное электрическое сопротивление для SiC-изделия составило 10 Ом·см, а для углеродного изделия – 0,01 Ом·см. В норме к волокнам удельное электрическое сопротивление может быть на несколько порядков выше.

                Возможные области применения

                Компоненты FRG используются в качестве замены асбеста и других материалов для обращения с горячим стеклом во время операций по производству стекла. К ним относятся толкатели, захваты, транспортеры и подставки для извлечения, а также другие детали, контактирующие с раскаленным стеклом. Это применение, характеризующееся экстремальными условиями с точки зрения нагревания и теплового удара, в котором композиты FRG имеют большое преимущество перед традиционными материалами.

                В металлургической промышленности прокладки FRG действуют как тепловые буферы при работе с расплавленным алюминием и его сплавами. В этом случае они образуют изоляционные прокладки между сосудом для расплава и поддерживающими конструкционными конструкциями, тем самым сводя к минимуму теплопроводность от расплава.

                Другими используемыми приложениями являются замена хрупких стеклянных подложек, которые удерживают кремниевые пластины во время процессов химического осаждения из паровой фазы (CVD). К требуемым свойствам относятся высокая вязкость разрушения для повышения выхода продукции, низкий коэффициент теплового расширения и высокая жесткость.

                Применения в автомобилестроении включают поршневые вставки, компоненты управления клапанами и другие детали, подвергающиеся тепловым и механическим ударам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *