Главное меню

Главная » Разное » Как вязать арматуру композитную

Как вязать арматуру композитную


Как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента: видео, фото

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

Армирующий каркас плитного фундамента – одна из сфер использования стеклопластиковой арматуры

История появления стеклопластиковой арматуры в строительстве

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

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

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

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

Арматура СП: удобная, лёгкая, устойчивая и упругая

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

Характеристики материала

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

Физико-механические параметры полимерной арматуры различных видов

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

Арматура из металла или композитных материалов?

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

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

Сравнение металлической и стеклопластиковой арматуры (нажмите для увеличения)

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

Особенности использования композитной арматуры

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

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

Скрепление арматурной сетки с помощью вязальной проволоки

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

Как изготовить надежный каркас для фундамента

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

Схема армирования углов ленточного фундамента

Схема армирования примыканий ленточного фундамента

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

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

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

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

Вязка стеклопластиковой (композитной) арматуры фундамента своими руками

Композитная арматура относится к современным материалам, призванным заменить дорогой металлопрокат и обеспечить большую устойчивость к негативному влиянию внешних факторов. После того, как с 2012 года этот вид полимерного прута стал производиться в России, интерес к нему со стороны строителей стал возрастать с каждым годом.

Применение стеклопластиковых материалов для армирования монолитных бетонных конструкций особенно актуально в случаях возможного воздействия влаги, поскольку полимеры не подвержены воздействию коррозии.

Пластиковые пруты применяют на объектах индивидуальной застройки, при возведении крупных зданий и сооружений, для береговых укреплений и автомобильных дорог. В частном строительстве из нее изготавливают армирующие каркасы для ленточных и плитных фундаментов, а также армируют кладку из пенобетонных блоков.

Материал, из которого изготовлена пластиковая арматура, представляет собой полимерную смесь из продольного стекловолокна повышенной прочности и термически стойкой смолы. Стандартные диаметры выпускаемых прутов находятся в диапазоне от 4 до 32 мм. Максимальная температура эксплуатации 60˚C. Предел прочности 150 МПа.

Подготовка материалов для сборки армирующего каркаса

Для повышения общей прочности бетонного монолита, его усиливают конструкцией из стеклопластиковой арматуры в виде плоской сетки или пространственного каркаса, которые собирают из круглых прутов переменного или постоянного сечения. Отдельные элементы таких конструкций соединяют между собой с помощью вязальной проволоки, фиксирующих хомутов или специального пистолета.

Поэтому для вязки армирующего каркаса необходимо приобрести:

В отличие от традиционных металлических прутов, арматура из стеклопластика поставляется в виде свернутой бухты.

Поэтому перед началом сборки каркаса ее необходимо размотать и нарезать на куски необходимой длины. Резка производится ножовкой или другим инструментом, не допускающим нагрева материала. Разметку мест реза на поверхности легко сделать с помощью обыкновенного маркера.

Вязальная проволока должна быть круглого сечения и диаметром не менее 1 мм, чтобы обеспечить необходимую прочность соединения и не лопнуть при скручивании. Для быстрого получения отрезков проволоки нужной для вязки длины, всю свернутую бухту необходимо разрезать болгаркой на 3 или 4 части.

Чтобы сделать вязальную проволоку более мягкой, ее можно обжечь в пламени с помощью паяльной лампы или в костре. Необожженная проволока гнется хуже и не всегда обеспечивает плотный охват соединения. Кроме этого, неподготовленный металл обладает меньшей тягучестью и чаще рвется во время работы.

Вязка хомутами.Общая схема вязки.

Инструмент для проволочного связывания арматуры

Использовать для вязки плоскогубцы не очень удобно. Они не обеспечивают необходимой плотности охвата соединения и требуют приложения больших усилий. Поэтому стальную проволоку скручивают на арматурных прутах при помощи специальных крючков или вязального пистолета. Магазины инструмента предлагают к продаже два вида крючков, предназначенных, чтобы вязать арматуру:

Простой крючок можно не покупать, а сделать самостоятельно (подробнее о том, как это сделать — тут), согнув его из толстой стальной проволоки и заточив острие. В этом случае вам будет чем вязать проектную конструкцию из прутов и без покупки инструмента.

Способ применения вязального пистолета ускоряет и упрощает процесс, но этот достаточно крупный инструмент может не обеспечить доступ в отдельные места. Кроме этого, такой инструмент приводит к перерасходу проволоки.


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

Технология ручной проволочной вязки стеклопластиковой арматуры

Для того, чтобы арматурный каркас или сетка приняли необходимую пространственную форму и не изменили ее при заливке бетона, все отдельные элементы необходимо надежно соединить между собой. Наиболее часто для этого используют вязальную проволоку. Вязка — это простой и быстрый способ соединения, для которого не требуется высоких квалификационных навыков. Кроме того, стеклопластиковую арматуру просто невозможно соединить при помощи сварки, а поэтому такой тип крепления наиболее приемлем в данном случае.

Весь процесс того, как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента, можно разделить на следующие пошаговые этапы:

  1. свернутая в бухту арматура разматывается и нарезается на отрезки проектной длины;
  2. на поперечные прутья нижнего арматурного слоя надеваются пластиковые фиксаторы;
  3. на расставленные поперечные элементы на заданном друг от друга расстоянии укладываются продольные пруты;
  4. во всех местах пересечений арматуры выполняются соединения путем скручивания петель из сложенной вдвое вязальной проволоки;
  5. после сборки нижнего ряда к пересечениям наружных ячеек вяжутся вертикальные арматурные элементы;
  6. к верхним концам или к середине вертикальных стоек, в зависимости от проектного количества рядов, привязываются поперечные отрезки;
  7. укладывается и вяжется следующий ряд продольной арматуры;
  8. собранный каркас переносится и устанавливается внутрь опалубки для ленточного фундамента.

Работу можно значительно упростить, если совмещать стеклопластиковую арматуру с металлической. Из стальных прутов можно заранее заготовит прямоугольные рамки и тогда не потребуется выполнять отдельную вязку вертикальных отрезков.

Нюансы вязки конструкций под заливку плитного фундамента

Армирование монолитных опорных оснований плитного типа выполняется в виде одного или двух рядов сеток в зависимости от проектного решения. Поэтому в такой конструкции арматурные пруты не рассматриваются как продольные и поперечные. Для поднятия нижней сетки над гидроизоляционным слоем на арматуру через каждые полтора-два метра одевают вертикальные стойки фиксаторы из пластика. Это позволяет установить арматурный каркас строго в горизонтальной плоскости на заданной высоте.

Важная особенность сборки арматуры для плитного фундамента заключается в том, что она производится по месту. Это необходимо из-за больших размеров конструкции и невозможности последующего перемещения. Поэтому во время вязки необходимо быть предельно осторожным, чтобы не наступить на уложенные арматурные прутья и не повредить конструкцию.

В шведской и финской утепленной плите (подробнее о ней в этой статье) необходимо предусмотреть пересечение прутов плиты с арматурным каркасом боковой опорной ленты. Для этого пруты нарезают длиннее, напускают их на вертикальные боковые арматурные каркасы и связывают проволокой.

Нюансы вязки стеклопластиковых каркасов для ленточных фундаментов

Особенности сборки арматуры для ленточного фундамента заключается в наличии боковых примыканий, пересечений и углов.

В местах примыкания лент под внутренние стены, соединение перпендикулярного каркаса с наружным выполняется при помощи согнутых П-образных элементов.В углах арматуру сгибают под прямым углом или привязывают подготовленные Г-образные элементы. Длина нахлеста соединяемых прутков должна быть не менее 30 см и на этом участке выполняется не менее 2-х вязок.

Изгибать арматуру из стекловолокна следует очень осторожно, не применяя термической обработки. Упругие свойства пластика делают процедуру сгибания довольно трудной. Поэтому для сборки углов и примыканий рекомендуется покупать согнутые элементы заводского изготовления.

Места пересечений стеклопластиковой арматуры под ленточный фундамент можно соединять прямыми отрезками или собирать одну из пересекающихся конструкций по месту установки.

Сборка арматурных каркасов может выполняться на открытом месте, в стороне от выкопанной траншеи. Правильная укладка уже собранной конструкции предусматривает расстояние от стенок опалубки и дна не менее 25 мм.

В заключение

Вязка стеклопластиковой арматуры для фундамента — это технологически простой процесс, не требующий особых профессиональных навыков. Быстро научиться ему сможет даже неподготовленный человек. Нужно просто немного потренироваться.

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

Более подробно о том, как правильно вязать стеклопластиковую арматуру, вы можете посмотреть на следующих видео.

Видео по теме

Как вязать стеклопластиковую арматуру

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

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

Технические характеристики

Стеклопластиковая арматура – это смесь крепкого стекловолокна и термопрочной смолы.

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

Достоинства стеклопластиковой арматуры

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

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

Недостатки материала

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

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

Использование материала в строительстве

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

Важно! Армирование кладки производится комбинацией стальной и стеклопластиковой арматуры.

Далее будет рассмотрен процесс армирования ленточного фундамента.

Подготовка арматуры

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

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

Есть несколько видов крючков для вязания:

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

Весь процесс делится на шаги:

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

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

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

Готовый каркас укладывается в опалубку в горизонтальном положении сеток.

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

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

Создание фундамента со стеклопластиковой арматурой

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

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

Важно! Фундамент выполняют на идеально ровной поверхности.

Алгоритм действий такой:

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

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

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

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

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

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

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

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

Способы соединения композитной арматуры (как вязать стеклопластиковую арматуру)

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

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

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

Стеклопластиковая арматура для фундамента соединяется при помощи:

  1. Вязальной проволоки из стали и специальных крючков. Этот вариант достаточно прост и экономичен, он подходит для вязки прутков с различными диаметрами. Проволока предварительно обжигается.
  2. Электрических или механических вязальных пистолетов. Для профессионального инструмента нужны катушки с намотанной проволокой. Рассматриваемый метод целесообразно использовать для увеличения несущей способности каркасов я больших площадей. На изготовление узла требуется пара секунд.
  3. Механического инструмента. Такая технология считается более производительной и комфортной при проведении масштабных работ, поскольку в процессе крепления инструмент нужно не вращать, а тянуть. Его отличительная черта – спираль, которая встроена в ручку.
  4. Тонких клипс из пластика.
  5. Хомутов из пластика. Их предназначение заключается в быстром соединении арматуры без использования специнструмента. Данный способ также называется ручной вязкой.
  6. Креплений, защелкивающихся на арматурных прутах. Применяемые для стальных изделий резьбовые муфты непригодны в этом случае, так как нарезать на полимерном стержне устойчивую резьбу почти невозможно.

На что обратить внимание при выборе варианта вязки

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

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

Как правильно вязать стеклопластиковую арматуру, чем вязать и как вязать?

Вязка является быстрым и наравне с этим простым методом, позволяющим скрепить арматуру. Для осуществления такого способа не требуется от рабочего каких-либо квалификационных навыков. А если учитывать, что стеклопластиковую арматуру не получится скреплять посредством сварки, то этот способ является основным и единственным.

Для осуществления правильной вязки композитной стеклопластиковой арматуры можно использовать:

Независимо от того, какой способ крепления будет выбран на строительной площадке, главное соответствие прочности арматурного каркаса, который в последствие заливается бетоном. Конструкция из композитной стеклопластиковой арматуры не должна в процессе заливки менять изначальную форму и положение.

Если говорить о вязке арматуры с помощью металлической проволоки, то важно знать, что от качества материала будет зависеть качество фиксации композита, сделанных узлов. Правильная вязальная проволока предварительно обжигается. Как правило, материал используется диаметром в один миллиметр. Сечение должно быть круглым. Если использовать проволоку необожженную, то в результате она не будет гнуться, как следует, а значит, не будет плотно окутывать арматурные стержни, не будет тягучей. Как следствие, такое изделие может деформироваться или разорваться.

Для того чтобы не гнуть каждый раз проволоку плоскогубцами, существуют специальные инструменты, это:

Что касается вязки с помощью автоматического пистолета. Процесс, конечно проще и будет двигаться быстрее, однако пистолет не всегда сможет добраться в труднодоступное место. К тому же при использовании такого инструмента будет значительный перерасход проволоки.

Стеклопластиковая арматура для фундамента: армирование, вязка

При возведении новой постройки важно обустроить качественный и прочный фундамент. Для этой задачи могут применяться разные материалы, главное — чтобы они были надежными и могли выдерживать большие нагрузки. В современном строительстве широко распространено применение стеклопластиковой арматуры для оснований.

Что такое стеклопластиковая арматура

Стеклопластиковая арматура для фундамента производится на базе композитных материалов и продается в виде продольных стержней толщиной 4-18 мм. Их поверхность покрыта насечками или навивкой.

Для изготовления таких конструкций применяются два компонента:
  1. Волокна из разного неорганического сырья.
  2. Полимерные добавки с термопластичной или термореактивной структурой.

Прочную основу для стержней производят из вяжущих элементов, которые придают конечной продукции требуемые прочностные свойства.

Сферы эксплуатации изделий из стеклопластика достаточно обширные. Возведение фундаментов под постройки жилого и промышленного назначения — одна из них. С помощью такой арматуры можно придать основанию дополнительную прочность и надежность.

В зависимости от применяемых в процессе производства материалов, выделяют следующие виды композитной арматуры:

  1. Стеклопластиковая.
  2. Базальтокомпозитная.
  3. Арамидокомпозитная.
  4. Углекомпозитная.

Существуют комбинированные варианты, в составе которых присутствуют разные компоненты. Наибольшим спросом пользуется стеклопластиковая разновидность, которая напоминает по структуре дерево. По длине стержня расположены волокна, способствующие образованию единой основы.

Преимущества и где используется

Популярность использования стеклопластиковой арматуры для ленточного фундамента связана с массой достоинств, среди которых:

  1. Отсутствие уязвимости к коррозийным процессам. За счет этого свойства стеклопластик можно использовать в среде с высокой влажностью или другими агрессивными воздействиями.
  2. Небольшие габариты и вес. Это способствует комфортной транспортировке и использованию материала. Процесс армирования не требует больших затрат человеческой силы. Материал легко сматывается в бухты и легко доставляется на строительную площадку.
  3. Доступная стоимость. Композитные изделия намного дешевле аналогов из стали.
  4. Повышенные прочностные свойства. Арматура из стеклопластика характеризуется высокой прочностью, которая в 2-2,5 раза превышает прочность прутьев из металла с одинаковым сечением.
  5. Низкая теплопроводимость, устойчивость к электрическому току. Конструкции из бетона не способны защитить постройку от потери тепла, и их дополнительно утепляют изоляционным материалом, поэтому низкие теплопроводные свойства композита не играют большой роли. Непроводимость электричества — важный момент, который защищает постройку от разрядов.

Однако кроме положительных черт, армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой имеет и недостатки:

  1. Конструкция не обладает устойчивостью к изгибам, поэтому она не способна поглотить растягивающие нагрузки. Поскольку арматуру укладывают на бетонную поверхность, она уже подвергается предельным растяжениям.
  2. Области использования материала ограничены, поскольку его можно устанавливать только в натянутом виде.
  3. Для возведения крупногабаритных и многоэтажных построек стеклопластик не подходит. Поэтому чаще всего он востребован при решении несложных задач новичками.
  4. Невозможность использования сварочного оборудования для соединения элементов. В большинстве случаев сварку задействуют при возведении крупногабаритных каркасов. Для обустройства фундамента частного дома подходит метод пошаговой вязки прутьев.

Материал появился относительно недавно и считается не до конца изученным.

Сферы применения включают как жилищное, так и промышленное строительство. Использование стеклопластиковой арматуры в фундаменте обретает большой спрос, что связано с рядом преимуществ над бетонными конструкциями.

Сегодня такой арматурой укрепляют берега водоемов и дорожные покрытия, размещенные в проблемных зонах с постоянными агрессивными воздействиями.

При частном строительстве изделия необходимы для укрепления:

  1. Сооружений из бетона, которые выполняют ограждающие функции. При этом задействовать материал для армирования несущих конструкций запрещено.
  2. Фундаментов ленточного или другого типа.
  3. Пенобетонной или газобетонной кладки.

Расчет арматуры из стеклопластика

Чтобы рассчитать количество арматуры для ленточного фундамента, нужно учесть ряд важных нюансов и руководствоваться СП «Бетонные и железобетонные конструкции».

Расчет выполняется в два этапа:
  1. ГПС. Определение несущих способностей конструкции и оценка способности основания справляться с нагрузками.
  2. ГПС. Определение показателей жесткости. Этап подразумевает учет деформаций и величины трещин у изделий с железобетонной основой.

Большую часть сжимающих нагрузок поглощает бетон, а стеклопластиковое армирование используется для борьбы с разрушительными процессами. Ведущие производители арматуры сообщают о таком достоинстве, как прочность, но не рассказывают о модуле упругости, который влияет на деформативность сооружения.

Для получения точных результатов необходимо провести несложные математические расчеты, разделив прочность на данные модуля упругости.

Армирование фундамента

Чтобы определить, можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента и как вязать стержни из стекловолокна с таким основанием, нужно учесть, что существует два типа основы с лентой:

  1. Прямоугольная.
  2. Т-образная.

Во втором типе монтаж арматуры выполняется без предварительных расчетов, а подошва предназначается для поглощения нагрузок на изгиб. Материал можно зашивать в стенку, но при установке в подошву нужно быть особенно осторожным.

Если фундамент обладает прямоугольным сечением, использование стеклопластикового армирования оправдывает себя, поскольку эта конструкция может воспринимать сжимающие нагрузки.

Инструменты и материалы

Перед тем как начинать вязать ленточный фундамент, нужно подготовить такие инструменты и материалы:

  1. Измерительное приспособление — рулетка.
  2. Прибор для подгона и обработки прутьев — болгарка.
  3. Средства персональной защиты.
  4. Уровень водяного типа.
  5. Хомуты из пластика для скрепления прутьев.

Земляные работы

Перед началом армирования нужно подготовить углубление, руководствуясь планировкой будущей постройки. Поверхность дна нужно выровнять и утрамбовать, затем насыпать слой песка (10-15 см), полить его жидкостью и уплотнить. Следующим слоем будет щебень с аналогичной толщиной. После уплотнения верхнего покрытия на дне образуется надежная подушка с ровной плоскостью.

Строительство опалубки

Для обустройства опалубки используются доски, которые соединяются в щиты с помощью гвоздей или саморезов. Шляпки крепежных деталей нужно устанавливать с внутренней стороны, а конструкцию нужно дополнительно укреплять с помощью распорок.

Поверхность стенок покрывается пергаментом, который фиксируется с помощью степлера. Задача этого материала заключается в сохранении чистоты досок и борьбе с вытеканием жидкости из бетонной стяжки.

Дальше на стенках размещаются метки, которые будут определять уровень заливки бетона. По этой линии стоит ориентироваться при монтаже армированных элементов. Для более точного выполнения работы следует применить водяной уровень.

Технология вязки

Чтобы разобраться с технологией вязки, следует учесть несложные советы опытных специалистов и придерживаться такого алгоритма действий:

  1. Перед началом вязки нужно подготовить чертежи каркаса и провести нарезку всех элементов, придерживаясь расчетов.
  2. Для позиционирования поперечных прутьев в нижних слоях используются фиксаторы. Они закрепляются как перед началом монтажа арматуры, так и после завершения сборки.
  3. Диаметр ячеек определяется параметрами ленты, которая подвергается укреплению. В большинстве случаев он варьируется от 15 до 30 см.
  4. Перед соединением продольных прутьев, их нужно разложить на земле и нанести на них отметки в местах крепления поперечных деталей. В процессе вязки нужно соблюдать прямой угол.
  5. Поперечные элементы фиксируются с продольными с нижней стороны. Для обеспечения надежного армирования, хомуты из пластика или проволока вяжутся как можно туже.
  6. В первую очередь необходимо подготовить горизонтальные слои армирования, а потом начинать закрепление вертикальных. Фиксация осуществляется с внутренней стороны ячеек для повышения надежности конструкции.
  7. Углам нужно уделять особое внимание. Специалисты рекомендуют не гнуть их путем температурного воздействия, поскольку это может ухудшить прочностные свойства.
  8. После завершения вязки арматурной конструкции ее нужно поместить внутрь опалубки.

Если вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется с помощью проволоки, то, чтобы облегчить работу, лучше задействовать вязальный крючок. Его роль может выполнять старая отвертка.

Сооружение арматурного каркаса

При обустройстве каркаса нужно придерживаться ключевого требования — изделие нужно полностью заливать бетоном, выдерживая дистанцию между стенками опалубки не меньше 5 см. Чтобы армированные элементы не размещались на дне углубления, следует закрепить кирпичи, а поверх них расположить продольные прутья и горизонтальные поперечины. Эти элементы соединяются с помощью пластиковых хомутов.

Заливка фундамента

На последнем этапе нужно залить бетон в опалубку с каркасом. Важно проводить это действие с особой осторожностью, помещая его в свободные полости между частями каркаса. Также необходимо периодически протыкать бетон прутьями для удаления пузырьков воздуха.

Сравнение с арматурой из металла

При проведении сравнительных тестов арматуры из стали и композитных материалов существуют такие особенности:

  1. Стальные изделия боятся коррозийных процессов, а композит выдерживает любую агрессивную среду.
  2. Металл пропускает холод, а композитные изделия отличаются низкой степенью теплопроводности.
  3. Вес арматуры из стеклопластика в пару раз ниже веса стальных аналогов.

При выборе материала для проведения армирования нужно учитывать все факторы. При большом списке достоинств инновационные стеклопластиковые конструкции имеют и недостатки, а классический вариант из металла использовался в течение многих десятилетий.

Как вяжут арматуру для фундамента разного типа?

Для возведения единого фундамента не требуется никакого подкрепления. Неважно, какого он типа: ленточный, столбчатый или монолитный. А так как материалов на фундамент хватает даже на простой частный дом, это занимает много (иногда несколько сотен метров), то возникает масса вопросов. Один из них: «Как вяжут арматуру для фундамента?»

Следует отметить, что этот процесс достаточно сложный и трудоемкий.Вязать арматуру в неглубоко утопленной ленточной основе сможет не каждый, так как в проем шириной 40-50 сантиметров взрослый мужчина не влезет. Например, на фундамент для дома небольших габаритов потребуется 500-600 метров арматуры, а это больше сотни хлыстов. Четвертая часть этого количества будет разрезана на более мелкие стержни, что позволит создать трехмерную конструкцию.

Теперь можно поговорить о том, как связать арматуру для фундамента.Если говорить о ленточном фундаменте, то делается довольно просто. Каждый прямой угол между стержнями ловится проволокой, а затем скручивается. Там, где стержни лежат не менее полуметра, вязать нужно в трех местах - по центру и по краям. Для вязания используется проволока, диаметр которой составляет 1-2 миллиметра. Он не выполняет никаких несущих функций, просто более толстую проволоку будет сложно скрутить. От арматуры до внешней части конструкции необходимо соблюдать расстояние 2-3 сантиметра.Можно купить специальные фиксаторы для арматуры, тогда это расстояние будет соблюдаться само собой. Рассматривая, как вяжется арматура для фундамента, стоит отметить, что специалисты не рекомендуют натягивать ее по средней линии. Это будет просто пустой тратой материалов и усилий.

Вязать или варить арматуру?

Специалисты давно отказываются от сварки арматуры для различных железобетонных конструкций, так как ее прочность не такая высокая, как при вязании стальной проволокой. Давно изобретена специальная машина, с помощью которой можно производить все необходимые манипуляции.Такой пистолет довольно большой, но с его помощью завязывается один узел всего за 2 секунды. Рука с этим устройством легко достанется туда, где человеку сложно протиснуться.

Если говорить о том, как связать арматуру для фундамента монолитного типа, то ее укладывают горизонтально и вертикально, связывая пересечения проволоки, при этом концы последней стягивают и скрепляют между собой. Для этого можно использовать специальный крючок. Проволока складывается пополам, чтобы получилась петля, которую надевают на крючок.Концы проволоки следует обернуть вокруг места стыка арматуры. Затем заготовку кладут в приспособление, а затем скручивают. Простой крючок нужно вращать вручную, а саморез зацепляется автоматически. Важно предотвратить коррозию арматуры, из-за которой невозможно заедание.

Говоря о том, как правильно вязать арматурный фундамент, следует отметить, что существует еще один способ, который подразумевает использование отвертки. В наконечник устройства вставлен крючок, который вращается, что позволяет ускорить процесс связывания.Можно использовать и готовые скобы, не предполагающие использования каких-либо приспособлений.

p >> .

Как вязать арматуру для фундамента: рекомендации

Если вас интересует вопрос, как вязать арматуру для фундамента, стоит знать, что это организованный рабочий процесс, требующий соблюдения правильности вязки и определенного порядка. Сначала каждый элемент готовится к установке, и если один или несколько из них неисправны, их необходимо предварительно очистить и выпрямить. Далее выполняется стропа, после чего каждый элемент подается непосредственно к месту вязки.Затем элементы устанавливаются в правильное дизайнерское положение, после чего можно приступать к вязанию. Об этом стоит рассказать подробнее.

Как вязать арматуру для фундамента: процесс работы

Процедура стыковки осуществляется с помощью металлической проволоки определенного диаметра, а также посредством точек крепления, то есть монтажных крючков. Складывание стержней производится внахлест, после чего их удары соединяются посередине и по краям с помощью стальной проволоки.Во избежание обрыва провода в местах соединения его диаметр нужно подбирать правильно, в полном соответствии с регламентом. Процедуру вязки можно производить пистолетом или вручную. Первый вариант считается оптимальным, поскольку выполняется в автоматическом режиме, не требует дополнительных работ и экономит время. Увеличивает скорость работы и силу скрепления, что положительно сказывается на качестве получаемого результата. Ручное связывание - это процесс, при котором связывание выполняется с помощью специального крючка.У этого метода есть недостаток - значительные временные затраты. Если вас интересует, как связать арматуру для фундамента, то следует сказать, что это можно сделать с помощью специальных скоб, которые можно приобрести в специализированном строительном магазине. Очень часто стыковка производится для небольших домов, так как они опираются на незначительный вес конструкции на возведенный фундамент.

Рассказывая о том, как правильно вязать арматуру, стоит также отметить, что для многоквартирных домов фурнитура производится сваркой.Такой способ не лишен недостатков. Во-первых, речь идет о большом объеме работ, требующих дополнительного количества сварщиков. Применение электросварки вызывает снижение прочности арматуры, что связано с воздействием на нее повышенных температур. Пока сварка увеличивает жесткость получившейся конструкции, при ее герметизации вибратором часто нарушается целостность сварных швов на стыках. Как правильно вяжить арматуру для фундамента, чтобы не потерять целостность? Все чаще для этих целей мы применяем метод вязания скобами или проволокой при формировании каркаса.Благодаря этому конструкция получает оптимальную степень соединения, снижает риск разрушения арматуры в процессе заливки бетона и его последующего уплотнения.

Теперь вы не только знаете, как связать арматуру для фундамента, но и имеете представление, как это сделать правильно и качественно.

p >> .

Руководство по композитным материалам: Армирование - NetComposites

Роль армирования в композитном материале заключается в улучшении механических свойств чистой полимерной системы. Все различные волокна, используемые в композитах, имеют разные свойства и поэтому по-разному влияют на свойства композитов. Свойства и характеристики обычных волокон описаны ниже.

Однако отдельные волокна или пучки волокон могут использоваться только сами по себе в некоторых процессах, таких как намотка волокон (описанных ниже).Для большинства других применений волокна должны быть скомпонованы в лист какой-либо формы, известный как ткань, чтобы можно было манипулировать им. Различные способы сборки волокон в листы и разнообразие возможных ориентаций волокон приводят к тому, что существует множество различных типов тканей, каждый из которых имеет свои собственные характеристики. Эти различные типы тканей и конструкции будут объяснены позже.

Опубликовано с разрешения Дэвида Криппса, Gurit

http://www.gurit.com

Ткань для развязки

Эти ткани обеспечивают сверхлегкое усиление ткани для композитных материалов.

Узнать больше

Свойства волокна

Охватывает механические свойства армирующих волокон.

Узнать больше

Свойства ламината

Охватывает механические свойства волокон с точки зрения прочности и жесткости.

Узнать больше

Ударный ламинат

Обращает внимание на проблемы, вызванные ударным повреждением.

Узнать больше

Стоимость волокна

Графическая информация о стоимости различных типов волокон.

Узнать больше

Стекловолокно

Объясняет, как формируется стекловолокно и какие варианты доступны.

Узнать больше

Арамидное волокно

Объясняет, как производится арамид и его различные торговые наименования.

Узнать больше

Углеродное волокно

Объясняет производственные процессы, связанные с изготовлением углеродного волокна.

Узнать больше

Сравнение волокон

Обозначает преимущества и недостатки типов волокон.

Узнать больше

Прочие волокна

Охватывает несколько других широко используемых типов волокон.

Узнать больше

Волокнистая отделка

Объясняет различные виды обработки поверхности волокон.

Узнать больше

Калибровочная химия

Обзор химического состава проклейки по сравнению с матрицей, подлежащей усилению.

Узнать больше

Типы тканей

Объясняет типы волокна, категории ориентации волокна и методы построения.

Узнать больше

Ткани

Объясняет обычно используемые типы переплетений.

Узнать больше

Гибридные ткани

Объясняет, что подразумевается под термином «гибридная ткань».

Узнать больше

Мультиаксиальные ткани

Объясняет основные характеристики мультиаксиальных тканей.

Узнать больше

Прочие ткани

Покрывает циновку из рубленых прядей, салфетки и тесьму.

Узнать больше

Поделиться статьей

Твиттер Facebook LinkedIn Электронная почта

Перейти к основным материалам Вернуться к покрытиям .

Обновление 3-D тканого армирования | CompositesWorld

В композитных конструкциях ухудшение свойств материала из-за расслоения слоев долгое время было серьезной проблемой. Ключевые свойства, такие как прочность на сжатие после удара, особенно чувствительны к механизмам разрушения, связанным с расслоением. Эти опасения, наряду с желанием облегчить эффективные процессы производства вне автоклава, привели к разработке трехмерных волоконных армирующих материалов.

С начала 1990-х годов было исследовано несколько методов предотвращения расслоения с помощью армирования вне плоскости. Они включали сшивание стопок двумерных слоев вместе, скрепление слоев вместе с волокнами в направлении z и использование трехмерных плетеных, вязаных по основе или тканых материалов.

Каждый из этих методов, однако, предполагает компромиссы: необходимо принять некоторое ухудшение свойств в плоскости, чтобы получить желаемое увеличение свойств в направлении оси z.Кроме того, существует компромисс между затратами на материалы и производственными затратами.

Эти компромиссы можно резюмировать, довольно упрощенно, следующим образом: при сшивании слоев вместе с волокнами, направленными по оси Z, иглы проникают в слои и повреждают некоторые армирующие волокна в плоскости. Это снижает основные свойства, такие как прочность и жесткость волокна, и увеличивает стоимость преформы за счет добавления дополнительной стадии производства. Аналогичные проблемы применимы к z-образным штифтам, хотя геометрия штифта и методы вставки могут частично уменьшить вредные эффекты в плоскости.

Волокна в трехмерных плетеных материалах сильно переплетены, и в результате волокна изгибаются в местах пересечения или под друг друга. Обжим снижает первичные свойства материала плоскости. Основовязальные машины связывают номинально прямые волокна (как в двухосных или четырехосных тканях) с дополнительными слоями в процессе вязания с использованием относительно слабых швейных ниток. Однако этих относительно тонких тканей часто недостаточно, чтобы помочь дизайнерам достичь цели по минимизации трудозатрат и производственных затрат.

Трехмерное плетение, однако, представляет собой подход к оптимизации свойств материала и производственных затрат, для которого заслуживают внимания последние разработки и, следовательно, заслуживают исследования. Но прежде всего следует проводить различие между традиционной трехмерной тканью (или многослойной тканью) и современными трехмерными тканями и преформами.
Многослойные ткани можно ткать и ткали на традиционных двухмерных ткацких станках. Знакомые примеры - лямки, ремни и ткань для изготовления бумаги. Эти ткани производятся путем разделения волокон основы (ориентированных в направлении производства и приема ткани на ткацком станке) для создания нескольких навесов (то есть промежутков, через которые волокна утка или наполнителя вставляются под прямым углом к ​​основе перед уплотняется тростником).Если во время ткачества концы основы перемещаются вверх или вниз, то ткань может состоять из нескольких слоев, уложенных вертикально. Концы основы могут быть переплетены с волокнами наполнителя в соседнем слое, чтобы получить ткань с межслойной блокировкой, или они могут быть переплетены с волокнами наполнителя в верхнем и нижнем слоях для создания ткани с соединением по углу (показано на рис. 1).

К сожалению, плетение трехмерных тканей на двухмерных ткацких станках таким образом вызывает изгиб волокон на концах основы, что также может быть повреждено из-за истирания о проушины ткацкого станка, которые перемещают концы основы вверх и вниз во время каждого цикла ткачества. .Обжим и истирание могут отрицательно сказаться на сохранении хороших механических свойств в плоскости. Это особенно вероятно при плетении жестких высококачественных волокон, например углеродного волокна. Однако были разработаны различные подходы и новые ткацкие станки для устранения этих ограничений технологии двумерного ткачества. В настоящее время разрабатываются и внедряются различные подходы к трехмерному плетению. Эти методы направлены на предотвращение потери свойств материала в плоскости, связанной с двумерными ткацкими станками. Они также предлагают возможность увеличения толщины трехмерной ткани и создания полностью трехмерных тканых преформ,

Текущее состояние техники


В настоящее время доступен ряд методов изготовления трехмерных тканых структур.Многие используют изготовленные на заказ, единственные в своем роде машины, которые предлагают различные преформы с ограниченными возможностями трехмерной структуры. Компания 3TEX (Кэри, Северная Каролина) использует систему введения нескольких рапирных уточных волокон для создания ортогональных материалов толщиной 25 мм / 1 дюйм. В этих конструкциях волокна основы и утка уложены в тканую преформу под прямым углом друг к другу, с минимальной волнистостью волокон, возникающей в процессе плетения. Слои волокон основы и утка удерживаются на месте дополнительными волокнами основы, которые проходят синусоидально через трехмерную толщину ткани и связывают эти несущие волокна вместе, как показано на рис.2. Материалы 3WEAVE и Z-Plex, зарегистрированные под торговой маркой 3TEX, были ранее рассмотрены в HPC (см. «Выбор редакции» справа) для использования в ветроэнергетике. Эти материалы позволяют вливать большие и толстые структуры и обычно используются в промышленности.

На современных ткацких станках также можно изготавливать неортогональные трехмерные тканые преформы. Эти машины представляют собой одновременно значительную сложность и перспективность. Пропитанные смолой трехмерные тканые преформы могут заменить многие пултрузионные композиты и растворы из литого или кованого металла.Если текущие задачи проектирования, анализа и скорости производства будут успешно решены, такие трехмерные тканые преформы, вероятно, будут более подходящими для аэрокосмических приложений.

Профили постоянного поперечного сечения, требующие герметизации кромок, производятся с использованием челночной технологии вместо системы вставки рапиры. Метод введения пломбировочного волокна за многие годы существенно не изменился. Введение воздушной струи предлагает самые высокие скорости введения. В настоящее время предпочтительным методом является рапирный метод, поскольку он обеспечивает надежный контроль наполнения, что является преимуществом для введения углеродных волокон.Новые разработки машин Mageba (Бернкастель-Кус, Германия) предлагают возможности для создания профилей постоянного поперечного сечения за счет использования челнока для герметизации кромок. Аналогичные улучшения вносятся в механизмы сброса. Эти улучшения основаны на достижениях в технологии управления. Например, технология жаккардового ткачества прошла полный круг. Ранние жаккардовые ткацкие станки использовали механизмы затачивания с перфокартой, что в значительной степени способствовало развитию компьютеров. Сегодня компьютеры стимулируют развитие жаккардовой технологии, которая была обновлена, чтобы обеспечить полное компьютеризированное управление вертикальным движением каждого конца основы, независимо от ограничений механического движения обычного ткацкого станка.Эти разработки способствуют нынешней способности производить усовершенствованные профили. Этот важный набор трехмерных тканых преформ в настоящее время является предметом исследований и разработок компании Sigmatex (Ранкорн, Чешир, Великобритания).

Крис МакХью, ведущий инженер-разработчик трехмерных конструкций для Sigmatex, считает, что сложное ткацкое оборудование из жаккарда его компании сделало возможным создание трехмерных структур: «Staubli Unival 100 Jacquard предлагает преимущества самоконтроля и полного контроля над геометрией навеса.Sigmatex использует эти возможности для производства некоторых новых трехмерных структур, разрабатываемых в настоящее время ». Гибкость машины позволяет плести как цельные, так и постоянные профили сечения, а также расширяемые и цельные компоненты. «Функциональность Unival также используется при плетении твердых конструкций, - отмечает он, - что позволяет плести ортогональные конструкции и конструкции с угловым соединением с меньшим повреждением волокон. Благодаря использованию современного оборудования с превосходными конструктивными возможностями возможность производства широкого спектра конструкций является очень привлекательной на рынке композитов.Примеры профилей с постоянным поперечным сечением и расширяемых материалов (где соседние слои ткани соединены вместе только в дискретных точках) показаны на рис. 3 и 4.

Bally Ribbon Mills (Балли, Пенсильвания), T.E.A.M. Inc. (Woonsocket, R.I.) и Albany Engineered Composites (Rochester, N.H.) также активно разрабатывают трехмерные тканые структуры. Олбани совместно с SAFRAN Group (Париж, Франция) занимается разработкой опор шасси коммерческих самолетов, хотя они еще не производятся. Точно так же разрабатываются другие системы на заказ, которые могут предложить ориентацию волокон ± 45 ° в трехмерных тканых преформах, но в настоящее время материалы с использованием этих методов не производятся.

Проектирование для сложных взаимодействий


Sigmatex работает над рядом совместных проектов, направленных на разработку трехмерных технологий и приложений. Они также служат для иллюстрации некоторых проблем, с которыми сталкиваются трехмерные тканые приложения. Потенциал для цельных тканых компонентов очевиден в трехмерных тканых структурах, таких как изображенная на рис. 5. На этом рисунке показан готовый компонент, который включает тканые узлы с укрепляющими вертикальными полотнами, соединяющими элементы под углом 90 °.Структуры, подобные изображенному на рисунке 3-D узлу, могут быть полезны в различных инфраструктурных приложениях.

На рис. 6 представлен более крупный вид этого узлового элемента. Он показывает прилегаемость, которая стала возможной благодаря использованию структуры многослойного переплетения. Сложность детали на рис. 5 и 6 иллюстрируют необходимость проектирования деталей на основе САПР, моделирования методом конечных элементов и испытаний деталей, которые необходимы для анализа сложного взаимодействия между ориентацией волокон в различных частях преформы, чтобы можно было понять полученные структурные свойства.Используя такие инструменты, Sigmatex и его сотрудники теперь пытаются охарактеризовать свойства узловой структуры, показанной на рис. 5 и 6.

Во время разработки нового процесса, используемого для изготовления узловой структуры, Sigmatex также продемонстрировал, что процесс офсетного плетения позволяет изготавливать профили там, где плотность ткани с обеих сторон карманной структуры должна быть одинаковой. В тканую преформу можно изготавливать различные типы профилей. На рис. 7 показан тканый карман со смещением на ткацком станке, который может быть пропитан смолой для образования единого ребра жесткости.

Экономическая целесообразность создания трехмерных тканых преформ представляет собой еще одну проблему. Достигнут успехи в производстве крупносерийных профильных компонентов постоянного сечения. Текущие профили дороги и зависят от производственных ограничений, которые ограничивают выпуск продукции. Хотя улучшения могут быть внесены, ограничения обработки узких тканей всегда будут ограничивать производительность. Sigmatex рассматривает возможность производства нескольких профилей постоянного поперечного сечения путем одновременного плетения нескольких профилей на более широких ткацких станках.Это позволило бы значительно увеличить производительность в час для популярных конструкций с Т- и П-образным сечением различных размеров.

Sigmatex разрабатывает профили с высокой производительностью для снижения затрат и увеличения выпуска T- и Pi-профилей, которые не будут ограничены ограничениями по вводу утка челнока. В профиль могут быть встроены дополнительные функции, используя возможности, предлагаемые новыми разработками ткацкого оборудования. Эти машины позволяют более точно контролировать положение нити во всей конструкции, что, в свою очередь, позволяет использовать сложные геометрические формы и более сложные стили ткачества.

Резюме


Будущее трехмерных тканых структур кажется позитивным, но экономическая жизнеспособность остается ключевым фактором для этой технологии. Развитие трехмерных тканых структур будет иметь два основных направления. Первая тенденция заключается в использовании толстых трехмерных тканей, которые упрощают введение смолы и сокращают время производства. Они используются и будут массово использоваться для поддержки таких разнообразных приложений, как основание лопастей ветряных турбин, коррозионно-стойкие промышленные детали и компоненты военной техники.Вторая тенденция будет заключаться в более сложных формах преформ, подходящих для аэрокосмических и специализированных инфраструктурных приложений. Еще слишком рано говорить, достигнут ли эти сложные формы значительного проникновения на рынок.

Ясно, однако, что очень сложные профили и формы преформ могут быть реализованы с помощью современных технологий трехмерного плетения. У современных машин есть почти бесконечный список потенциальных возможностей, которые остаются неиспользованными. По мере разработки более сложных форм основным препятствием для коммерциализации является текущая неспособность надежно предсказать свойства таких структур.Необходимость интеграции процесса проектирования плетения с инструментами анализа методом конечных элементов (FEA) неизбежна. Оставшаяся задача будет заключаться в производстве сложных трехмерных тканых структур с повышенными темпами, чтобы стоимость преформ была приемлемой. Продолжается работа над различными совместными проектами для решения этих проблем и обеспечения того, чтобы трехмерное плетение было принято основным сообществом инженеров по композитам.

.

Смотрите также