Сравнение арматуры металлической и стеклопластиковой арматуры: Сравнение композитной и металлической арматуры. Какая арматура лучше: стеклопластиковая или стальная?

Разное

Содержание

Какая арматура лучше — металлическая или стеклопластиковая

При строительстве фундамента, производится его обязательное армирование. Раньше, когда арматура выпускалась только из металла вопрос о ее выборе не стоял так остро. Достаточно было только рассчитать количество материала и выбрать подходящее сечение.


Сегодня, кроме металлической арматуры существует еще и стеклопластиковая. Поэтому у частных застройщиков появляется вопрос: Какая арматура лучше — металлическая или стеклопластиковая?

В этой статье попробуем в этом разобраться и проведем сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры.

Стеклопластиковая арматура

По отношению к этому материалу есть стереотипы: пластик — значит хрупкий, горит и т.д. Однако если знать где она применяется, то мнение кардинально меняется. Сфера применения арматуры из стеклопластика:

  1. Возведение ЛЭП;
  2. Строительство и ремонт дорожного полотна;
  3. Возведение ограждающих опор и мостов;
  4. Строительство объектов химической промышленности;
  5. Объекты требующие отсутствия электромагнитного излучения;
  6. Несъемная опалубка и армирующие пояса зданий, в районах с высокой сейсмической активностью.

Видео: Композитная арматура — сравнение со стальной

Достоинства стеклопластиковой арматуры

Одним из преимуществ читается — небольшой вес. Ее вес в пять раз меньше по сравнению с классической арматурой из металла. Отсюда вытекает еще несколько плюсов, а именно: с ней становится легче не только работать, но и доставлять на площадку. Эта арматура выпускается в бухтах, поэтому для транспортировки не потребуется нанимать длинномер.
Не проводит электроток и не создает электромагнитных помех. Благодаря таким качествам стала широко применяться при обустройстве и реконструкции коммуникаций аэропортов и больниц.
Можно использовать в агрессивной среде: морская вода, щелочь, кислота. Устойчива к морозам, не теряет свойства даже при температуре минус 40º С.


Остальные достоинства:

  • доступна любая длина стержня;
  • высокая прочность на разрыв;
  • не подвержена коррозии.

Недостатки

Несмотря на все свои плюсы, этот материал имеет и минусы. Из недостатков можно выделить:

Прут из стеклопластика изогнуть не получится. Если при строительстве есть необходимость в фигурном армировании лучше выбирать стальную арматуру;

Нельзя сваривать. Хотя лучший способ соединения считается связывание прутов арматуры, все же иногда возникает необходимость в электросварке;

Низкий показатель термостойкости. Стеклопластик выдерживает температуру до плюс 100º С, при температуре выше он начинает плавиться. Поэтому после пожара конструкция здания будет ненадежной.

Металлическая арматура

Классическая арматура из металла проверенна временем и в некоторых случаях просто незаменима. Сфера применения широка, вот только несколько пунктов где без нее не обойтись:

Конструкции из железобетона — не смотря на достоинства пластиковой арматуры, при армировании бетона используется металлическая, а стеклопластик играет вспомогательную роль;

Используется при строительстве конструкций гражданского и промышленного назначения, изготовление тяжелого бетона и монолитного фундамента также не обходится без нее;

Конструкции с повышенным поперечным сжатием.

Преимущества металлической арматуры

  • Высокая прочность;
  • Упругая, выдерживает высокие нагрузки на изгиб;
  • Прут можно согнуть как угодно;
  • Устойчива к внешнему воздействию.

Недостатки

  • Основной недостаток — подверженность коррозии;
  • Еще один значительный минус — большой вес;
  • Длина прута фиксирована и не превышает 11,7 м.

Таблица сравнения стеклопластиковой арматуры с металлической

Подведем итоги

Нельзя дать однозначный ответ о том какая арматура лучше, металлическая или стеклопластиковая. Выбор будет зависеть от конструктивных особенностей здания и условий в которых оно будет эксплуатироваться. Специалисты рекомендуют использовать стеклопластик для армирования стен. Так же она подходит для создания армопояса.

В этом случае снижается нагрузка на фундамент. При монтаже фундамента выбор зависит от массы сооружения. Для тяжелых зданий от 2х этажей и выше лучше использовать металлическую арматуру, а для легкого строения подойдет и стеклопластиковая.

Не самый последний фактор который влияет на выбор — стоимость. Может показаться, что стеклопластиковый вариант стоит дороже, но это только на первый взгляд.

При равной прочности, стеклопластик имеет сечение меньше чем сталь. Таким образом получается, что стоимость равных по своим параметрам элементов будет примерно одинакова.

Посмотрите видео: арматура стеклопластиковая и металлическая сравнение

Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая?

Технологию армирования бетона с использованием пластиковых материалов стали применять в Европе и США еще с середины 70-х годов прошлого столетия. Однако на нашем строительном рынке полимерная композитная арматура стала доступна широкому кругу потребителей сравнительно недавно.

По мнению специалистов, выбор между металлической и стеклопластиковой арматурой для фундамента монолитной бетонной конструкции должен определяться условиями эксплуатации (особенно это касается участков с ежегодным сезонным подъемом уровня грунтовых вод) и расчетными весовыми нагрузками на нее.

Какая арматура лучше — металлическая или стеклопластиковая? Каковы в сравнении основные технические эксплуатационные характеристики традиционных и альтернативных материалов. Разберемся в статье.

сравнение технических характеристикСравнение технических характеристик.

Основные отличия стали и пластика в сфере армирования бетона

Стальная арматура — это круглый металлический пруток переменного или постоянного сечения, характеристики которого определяются свойствами стали, из которой он изготовлен. Поставляется в виде прямых отрезков длиной до 12 метров и диаметром от 8 до 32 мм.

Армирующий материал из стеклопластика представляет собой конструкцию из продольных стекловолоконных нитей, покрытых слоем полимерной смолы, которая наносится напылением или по методу направленной навивки. Такая технология позволяет изготавливать арматуру по прочности превосходящую сталь.

Пластик не подвержен воздействию коррозии, что делает его уникальным при воздействии влаги на бетонную монолитную конструкцию.

бухта стеклопластиковой арматурыМатериал поставляется в виде свернутых бухт, в которых длина прутка может, в зависимости от диаметра, превышать 100 метров.

В то же время он не обладает пластичностью и не выдерживает воздействия высоких температур.

Преимущества стеклопластиковой арматуры перед металлом

От строителей можно услышать, что пластик просто не может быть материалом, который способен обеспечить качественное и надежное армирование бетона. Однако практика показывает, что это мнение ошибочно. Композитные армирующие материалы не только не уступают по прочности стали, но и превосходят ее. Кроме этого? они имеют ряд других преимуществ, среди которых следует отметить:

  • Небольшой вес, в 5-8 раз меньше, чем у металла. Следовательно, стеклопластиковую арматуру проще погрузить, перевезти и после этого работать с ней.
  • Материал поставляется в бухтах. Занимает меньше места при перевозке и хранении. Не требуется дорогой длинномерный транспорт. Кроме этого длина арматурного прута при сборке каркаса или сетки может быть любой, без дополнительных стыковых соединений.
  • Композитная арматура не проводит электрический ток и не намагничивается.
  • Не подвержена коррозионному воздействию и способна работать даже в кислых и щелочных средах.
  • Стеклопластик устойчив к воздействию низких температур и, в отличие от стали, не теряет своих свойств даже при -60˚C.
  • Лабораторные испытания на разрыв и прочность показали, что пластиковая арматура превосходит стальную по этим параметрам в 3 раза.
  • В отличие от металла, полимеры не обладают повышенной теплопроводностью. Это означает, что мостики холода в плотных конструктивных элементах полностью исключаются.

Использование композитных материалов для армирования позволяет получать очень прочные, долговечные, износостойкие и, в то же время, легкие конструкции.

сравнение эксплуатационных характеристик

Недостатки стеклопластиковой арматуры

Помимо достоинств, пластиковые армирующие материалы имеют и свои недостатки. В этом отношении нужно сказать, что:

  • Композитный прут нельзя согнуть с малым радиусом изгиба. Поэтому в углах и местах примыкания приходится использовать специальные гнутые элементы заводского изготовления.
  • Пластиковые пруты невозможно сварить, если возникнет такая необходимость. Их только вяжут (про вязку подробнее изложено здесь) и, в определенные моменты, это может создавать неудобства.
  • Полимерные материалы не способны выдерживать нагрев более 80-100˚C. Поэтому после пожара, когда само здание осталось целым, армированные конструкции могут потерять свою надежность, чего не бывает с металлом.

При сравнении достоинств и недостатков стальной и стеклопластиковой арматуры становится понятно, что вопрос выбора наилучшего материала довольно непростой.

Вопрос стоимости

Если провести по цене в прайс-листах сравнение пластиковой и металлической арматуры одного и того же диаметра, то сразу заметно, что композитные материалы дороже. Однако повышенная прочность материала из стеклопластика позволяет уменьшать диаметр прута как минимум на один размерный шаг.

соотношение диаметров стержнейЕсли расчет определяет диаметр стали 10 мм, то его отлично заменяет стеклопластик 8 мм.

Кроме этого, неограниченная длина арматурной струны, взятой из бухты, не требует дополнительных соединений внахлест. Это позволяет использовать меньшее количество материала. В итоге, в большинстве случаев, цена полимерной конструкции не дороже, а даже дешевле, чем стальной.

Какой материал будет лучше для армирования бетона

Выбор лучшей или более подходящей арматуры должен определяться индивидуально для каждого объекта. Основные критерии зависят от:

  • конструктивных особенностей бетонного монолита и его назначения;
  • условий дальнейшей технической эксплуатации;
  • требований к пожарной безопасности конструкции;
  • наличия агрессивных сред и повышенной влажности;
  • необходимости выполнения сварочных работ при монтаже;
  • финансового сравнения двух вариантов.

В некоторых случаях традиционная металлическая арматура остается незаменимой, несмотря на коррозионные свойства и большой вес.

Что лучше, композитная арматура или металлическая? Металлическая арматура способна противостоять механическим повреждениям намного лучше стеклопластиковой. В то же время, полимерные материалы рекомендуется применять при воздействии влаги на бетонную конструкцию, наличии блуждающих токов или низкой эксплуатационной температуре.

Видео по теме

Сравнение стеклокомпозитных и металлических арматурных прутьев

Стеклопластиковая арматура сегодня активно продвигается на рынок строительных материалов как удачная альтернатива металлическому прокату. Оба материала имеют свои технологические параметры. Чтобы сделать правильный выбор в пользу того или иного варианта, следует провести их обзор.

Оглавление:

  1. Технические параметры
  2. Сравнение арматурных стержней
  3. Область применения
  4. Цена прутьев разного диаметра

Эксплуатационно-технические характеристики

1. Металлическая арматура.

Стальной прокат выпускается в соответствии с условиями ГОСТ №10-884-94. По физико-механическим качествам он подразделяется на следующие классы:

  • А-1 – гладкокатанный стальной пруток. Отличается круглой в сечении поверхностью, не имеющей рельефных выступов. В строительной отрасли используется при монтаже каркасных конструкций, для создания поперечных перемычек, а также в качестве несущих оснований для различных лёгких построек. На рынке представлены разновидности диаметром от 4 до 40 мм.
  • А-2…А-6 – рельефный прокат. Основной рабочий материал в различных отраслях – от малоэтажной частной застройки до возведения многоэтажных зданий. Маркировка рифлёной арматуры может производиться и в зависимости от индекса текучести металла – от А-300 до А-1000. Из неё изготовляют каркасные конструкции для укрепления монолитной железобетонной заливки, для готовых ЖБ-изделий – стеновых и потолочных плит, фундаментных стаканов и блоков.

Помимо цифровой маркировки для арматуры применяются и буквенные обозначения:

  • «К» – сталь с легирующими добавками, увеличивающими стойкость к коррозии.
  • «С» – соединяемая при помощи сварки.
  • «Т» – особо крепкий вариант проката, упрочнённый термомеханическим, либо термическим методом.

В продажу арматурные прутья поставляются в виде пачек массой 3 т, либо небольших бухт. Длина металлических стержней варьируется от 6 до 12 м, стоимость обычно рассчитывается исходя из веса материала. Сборка каркасных систем производится при помощи сварочных аппаратов или специальной вязальной проволоки.

2. Стеклопластик.

Представляет собой пруток диаметром от 4 до 18 мм, их длина может составлять до нескольких сотен метров. В процессе отливки на поверхность наносится рифление в виде спирали, для более прочного скрепления с бетонным раствором. В другом случае технология производства предусматривает обсыпку кварцевой песчаной крошкой, что значительно повышает его адгезию. На рынок стеклопластиковую арматуру поставляют в виде плотных бухт. Стержни состоят из следующих компонентов:

  • Неорганические волокна толщиной 12–15 микрон, изготовленные из арамида и стекла.
  • Связующее. Неотверждаемые или отверждаемые полимерные смолы – винилоэфирные или эпоксидные.
  • Улучшающие добавки, предназначающиеся для улучшения пластичности и прочности.

Сравним металлическую и стеклопластиковую арматуру

В представленной ниже таблице даны технические характеристики обоих материалов.

Характеристика Сталь Стеклопластик
Материал сталь композитные волокна
Сопротивление растяжению, МПа 360 1200
Упругость, МПа 200 000 55 000
Максимальное удлинение, % св. 25 2,5
Плотность, т/куб.м  7 2
Теплопроводность высокая низкая
Электропроводность хорошая диэлектрик
Диаметр, мм от 6 до 80 от 4 до 18
Длина, м до 12 неограничена

1. Стальной прокат.

Основные плюсы данного материала:

  • Высокая прочность. В сравнении со стеклопластиком более устойчив на излом.
  • Пластичность. Арматурные прутья из металла могут в процессе производства и эксплуатации деформируются без потери механической прочности.
  • Устойчивость к перепадам температуры. При критических нагреваниях и остываниях не изменяются технические характеристики.
  • Огнестойкость. Абсолютно не горюч.

Эксплуатационно-технические недостатки:

  • В сравнении с композитной арматурой она менее устойчива к воздействию сырости. Для защиты от коррозии каркас из стального проката должен быть закрыт бетонным слоем.
  • Большая масса. Высокая плотность металла значительно увеличивает общий вес железобетонной конструкции, а также усложняет транспортировку и хранение материала.
  • Ограниченная длина. В результате необходимо большое количество сварных стыковочных швов.
  • Высокий показатель теплопроводности приводит к образованию внутри строительных конструкций «мостиков холода», снижающих теплоизоляционные свойства готовых бетонных изделий.

2. Стекловолоконная арматура.

Неоспоримые преимущества композитного проката:

  • Высокая стойкость к воздействию влаги. Совершенно неподвержен коррозии. Это позволяет увеличить сроки эксплуатации до 80 лет и более.
  • Устойчивость к агрессивным химическим средам. Полимерные материалы имеют высокое сопротивление к влиянию слабых кислот и щелочей, которые могут иметься в составе бетона или почвы.
  • Малая масса. Стеклопластиковая композитная арматура имеет плотность в 10 раз меньшую, нежели стальная. Это позволяет существенно снизить вес каркаса и общий вес монолитной строительной конструкции.
  • Более низкая стоимость погонного метра. В среднем разница в расценках составляет 10–15 %, в зависимости от диаметра материала.
  • Высокая прочность стеклопластика на разрыв. По данному показателю он превосходит сталь почти в 3 раза.
  • Внутри зданий не создаётся фоновых помех для радиосигналов. В них лучше работают телевизионные и радиоприёмники, не нарушается сотовая связь.

Минусами проката из полимерных волокон можно считать:

  • Низкий модуль упругости, вчетверо меньший, нежели у металла. Это требует дополнительного усиления стеклопластиковых каркасов для межэтажных перекрытий.
  • Боязнь повышенных температур. При нагревании композитной арматуры до 200оС она теряет свою механическую прочность. Такой вариант возможен при воздействии на стены открытого огня, когда бетонная заливка прогревается до 500-700оС.
  • Трудоёмкость при создании каркасов. Стекловолоконные прутья скрепляются собой особыми пластиковыми хомутами, что занимает больше времени. Они менее надёжны, чем электрическая сварка или вязальная проволока, применяемые при работе со сталью.

Сравнение металлической и композитной арматуры разных сечений:

d стеклопластикового прутка (АСП), мм 4 6 8 10 12 14 16 18 20
d равноценного стального прутка, мм 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Масса 1 м АСП данного сечения, г 30 60 83 135 210 240 287 313 353
Масса 1 м стального прутка, г 222 395 888 1210 1580 2000 2470 2980 3850
Длина 1 т АСП, км 33,2 16,7 12 7,4 4,7 4,1 3,4 3,1 2,8
Длина 1 т стального проката, км 4,5 2,5 1,1 0,8 0,6 0,5 0,4 0,34 0,25
Масса АСП, равноценной 1 т стальной арматуры 92 94 105 111 116 120 133 135 152

Область применения

Вследствие разности технических показателей стали и композита различается и их использование в тех или иных сферах строительства.

Стеклопластик:

  • Армирование фундаментов. Высокая устойчивость к влиянию влаги и хорошее сопротивление изгибу делает композитный прокат лучшим материалом для несущих оснований зданий.
  • Укрепление автомобильного и железнодорожного полотна, тротуаров.
  • Строительство бетонных конструкций, подвергающихся постоянному воздействию сырости – морских и речных причалов, пирсов, ЖБ колец для колодцев и канализационных коллекторов.
  • Монтаж каркасов сейсмопояса.

Сталь используется в следующих областях:

  • Изготовление несущих каркасов железобетонных изделий и при заливке монолитных зданий.
  • При производстве конструкций, предполагающих повышенное поперечное сжатие/растяжение.

Стоимость

Себестоимость погонного метра композита несколько ниже. Эта разница составляет порядка 10-20%. Но, учитывая, что для создания каркасов может использоваться стеклопластик меньшего сечения, чем металлический прокат, ценовая выгода становится более существенной.

Сравнительная таблица цен:

Диаметр 4 6 8 10 12 14 16 18
Сталь, рубли 9 12 26 36 47 60 74 90
Стекловолокно, рубли 8 9,5 13,5 20 30 45 55 78

Арматура стеклопластиковая и металлическая — сравнение свойств

Стеклопластиковая арматура – новый и пока непривычный материал на строительном рынке Казани. Если вас интересует, какой строительный материал лучше выбрать, арматура стеклопластиковая или металлическая, сравнение характеристик поможет вам сделать выбор. Мы выполнили подробный сравнительный анализ разновидностей арматуры по основным техническим характеристикам.

Технические характеристики

Стеклопластиковая или композитная арматура – это гибкие прутья из полимерных материалов. На поверхности стержней есть спиралевидный рельеф для лучшего сцепления с бетоном. Диаметр прутьев составляет от 4 до 18 мм, а их длина может достигать 12 метров.

Полимерный стержень состоит из двух слоев.  Внутренняя часть изготовлена из параллельных стекловидных волокон, которые связаны полимерной смолой. Они служат основой конструкции, придают материалу высокую прочность. Внешний слой – это полимерные волокна, накрученные по спирали на основу стержня.

Арматура стеклопластиковая или металлическая, сравнение характеристик приведено в таблице

Показатель Металл (сталь) Стеклопластик
Сопротивление при растяжении, МПа 360 1200
Модуль упругости, МПа 200 000 55 000
Плотность, т/м3 7 1,9
Коррозионная стойкость Образует ржавчину Нержавеющий материал
Теплопроводность Высокая Низкая
Электропроводность Высокая Низкая (диэлектрик)
Экологическая безопасность Полная Полная

Композитные прутья производятся на современном оборудовании. Изготовление гибких стержней в кустарных условиях невозможно. Для производства требуется полимерное сырье и специальная технологическая линия.

Покупая композитные стержни, вы можете быть уверены, что приобретаете качественный материал. При продаже металлической арматуры возможен обман: продажа стальных прутьев меньшей прочности, чем заявлено.

Достоинства и недостатки

Арматура стеклопластиковая или металлическая, сравнение главных достоинств и недостатков у материалов разного типа:

  • Композитные стержни легче стальных прутьев равного объема. Их применение снижает нагрузку на фундамент здания.
  • Стеклопластик имеет повышенную прочность, несмотря на малый вес. Он лучше металла переносит нагрузку на разрыв.
  • Композитная арматура не окисляется под влиянием воды и агрессивных веществ. В отличие от металла, она не ржавеет.
  • Полимерные волокна хуже проводят тепло, чем сталь. Они не образуют мостиков холода в конструкции здания.
  • Металлический каркас создает помехи для радиосигналов, мобильной связи, работы высокоточных приборов. Стеклопластик лишен этого недостатка, так как он является диэлектриком.

Композитные прутья обладают большим модулем упругости. Это значит, что они легче и сильнее прогибаются под влиянием механических нагрузок, чем стальные. При проектировании здания с использованием стеклопластика необходимы точные расчеты, чтобы избежать деформации бетонных перекрытий.

Полимерные стержни, в отличие от металлических, нельзя скреплять методом сварки. Сгибать их вручную также не следует. Для скрепления прутьев можно использовать петли, так производится композитная сетка. Если для строительства требуются стержни, изогнутые под определенным углом, следует заказать их у производителя.

Надежность и долговечность стальной арматуры уже проверена на практике. Композитные аналоги пока являются новым для Казани стройматериалами. Заявленное время службы стеклопластика составляет 50-80 лет. Но это расчетное значение, которое пока еще не было достигнуто в реальной жизни.

Сфера применения

Стеклопластиковая арматура может применяться в тех же отраслях, что и металлическая:

  • Укрепление фундаментов.
  • Армирование конструкций из бетона.
  • Укладка дорожного полотна.
  • Строительство опор ЛЭП.
  • Возведение мостов, причалов, доков.
  • Укрепление береговых линий.
  • Строительство заборов и ограждений.
  • Монтаж систем канализации, мелиорации.

В отличие от металла, стеклопластик будет служить дольше при высокой влажности. Поэтому в тех проектах, где конструкция постоянно соприкасается с водой, ему следует отдать предпочтение.

Заключение

Арматура стеклопластиковая или металлическая, сравнение показало, что стеклопластик обладает повышенной надежностью. Стеклопластиковые прутья способны выдержать большую нагрузку, чем стальные стержни равного диаметра.

Полимерные стержни обладают меньшим весом по сравнению с металлом. Их применение позволяет снизить нагрузку на фундамент. Материал не вступает в реакцию с водой и не поддается коррозии.

По прогнозам экспертов, со временем стеклопластиковая арматура в Казани почти полностью заменит металлическую. Новый материал обладает многими достоинствами, и со временем он станет популярным.

Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры

Если раньше в строительстве использовалась только металлическая арматура, то сейчас популярностью пользуются и стеклопластиковые изделия. Они отличаются более низким весом, что упрощает работу с арматурой. Однако многие профессиональные строители предпочитают использовать стальное усиление из-за отсутствия опыта работы с современным материалом, а также из-за незнания его основных преимуществ. Поэтому перед выбором оптимального изделия для строительства следует определить, какая арматура лучше на основе характеристик.

Сравнение характеристик

Сравнение характеристик

Преимущества и недостатки металлической арматуры

Для строительных работ чаще всего используется металлическая арматура. Это объясняется ее основными преимуществами:

  1. Высокий показатель прочности и устойчивости к механическим повреждениям.
  2. Устойчивость к перепадам температур, высоким и низким температурам, в том числе и экстремальным.
  3. Неприхотливость и простота монтажа изделий.
  4. Безопасность и экологическая чистота.
  5. Негорючесть, что позволяет использовать изделия при любых строительных работах.

Металлическая арматура

При этом материал обладает и некоторыми недостатками:

  1. Расположенность к коррозии. Основным и самым важным недостатком материала является коррозийная предрасположенность. При этом даже более дорогое усиление с коррозиестойким составом полностью не избавлено от этого недостатка.
  2. Значительный вес. Значительный недостаток, который влияет на стоимость транспортировки, хранения и погрузки.
  3. Фиксированная длина. Материал чаще всего продается в прутах с фиксированной длиной, что усложняет процесс его монтажа.
  4. Тепловая проводимость. Данная особенность металла приводит к формированию в фундаменте мостиков холода, которые приводят к снижению прочности конструкции.

Поэтому при использовании стальных изделий следует учитывать, что его применение рекомендуется в случае требуемой высокой жесткости конструкции, но он подвержен коррозии.

Преимущества и недостатки стеклокерамики

Стеклокерамическая арматура отличается длительным сроком службы, поэтому все чаще используется в строительстве. Ее применение обладает рядом неоспоримых преимуществ:

Композитная арматура

  1. Небольшой вес. Композитная арматура обладает низким весом, поэтому дает возможность снизить нагрузку на конструкцию, а также упрощает работу по ее транспортировке и монтажу.
  2. Долговечность и износостойкость. Стеклокерамическая арматура способна прослужить ни один десяток лет без потери своих эксплуатационных характеристик.
  3. Прочность. Конструкция обладает высоким показателем прочности к разрывам.
  4. Стойкость к взаимодействию с различными средами. Материал не подвержен коррозии, хорошо переносит длительный контакт с водой, а также воздействие агрессивных сред.
  5. Диэлектрик. Композитная арматура относится к диэлектрикам, что позволяет использовать ее в том случае, если запрещено применение металлических элементов.

Несмотря на явные преимущества использования материала, он обладает и рядом существенных недостатков:

  1. Гибкость. Материал является достаточно гибким, что не позволяет его использовать в том случае, если требуется высокий показатель жесткости конструкции.
  2. Потеря характеристик при нагреве. При воздействии высоких температур материал размягчается, теряя свою прочность. Поэтому если требуется его использование при высоких температурах, необходимо использование качественного теплоизолятора.
  3. Сложность соединения элементов. Если для соединения металлической арматуры применяется сварка, то данный вид соединения элементов запрещается использовать для стеклопластика.
  4. Хрупкость. Стеклопластиковая арматура относится к хрупким материалам, поэтому не рекомендуется выполнять сгибание элементов самостоятельно. В случае необходимости следует заказывать изогнутые под определенным углом элементы на заводе.

На основании преимуществ и недостатков материала сложно ответить на вопрос, какая арматура лучше, по причине наличия как положительных, так и отрицательных качеств материала. Выбор в пользу стеклопластика рекомендуется делать только в случае соответствия сферы применения и характеристик материала.

Больше о характеристиках материалов можно узнать из видео:

Применение стеклопластиковой и металлической арматуры

Выбор материала для усиления зависит от сферы применения. Стеклопластиковую арматуру рекомендуется использовать для таких строительных работ:

  • ленточный фундамент;
  • строительство опор освещения и линий электропередач;
  • постройка доков, причалов и других сооружений, которые подвержены постоянному контакту влаги;
  • обустройство промышленных водоемов, укрепление берегов, строительство канализаций.

Стеклопластик может использоваться и для других работ, которые соответствуют его техническим характеристикам.

Металлическую арматуру целесообразно применять в таких случаях:

  • формирование железобетонных конструкций, когда требуется высокий показатель прочности и жесткости;
  • фундаменты монолитного типа;
  • конструкции с высоким поперечным сжатием;
  • создание любых конструкций на основе бетона.

Таким образом, использование стеклопластика рекомендуется для создания конструкций, которые могут быть подвержены коррозии, а применение стальных конструкций актуально, когда требуется высокий показатель жесткости конструкции.

Стоимость

При сравнении двух материалов нельзя не упомянуть их стоимость. Метр стеклопластиковой арматуры обойдется дороже. Однако при одинаковой прочности стеклопластик имеет меньшее сечение. Поэтому одинаковые по своим характеристикам материалы в среднем будут стоить одинаково. Таким образом, при выборе оптимального материала следует учитывать не его стоимость, а характеристики и целесообразность использования для определенного вида работ.

Арматура стеклопластиковая и металлическая – экспертное сравнение

Прежде чем сравнивать оба материала, нужно принять во внимание, что стеклопластиковая (она же «композитная») арматура – это нити стекловолокна, скрепленные между собой смолой эпоксидной. Такой «стержень» имеет поверхностное покрытие из полимеров, а роль «ребер» (насечек) играет обсыпка из кварца. Именно этим объясняются многие свойства продукции, по некоторым из которых она, несомненно, выгодно отличается от металлической арматуры.

Особенности композитной арматуры

На различных сайтах можно встретить множество примеров, в которых на основе различных вычислений сравниваются свойства двух разновидностей арматуры. Мы не будем приводить конкретные цифры, так как считаем это некорректным, особенно если учесть огромный ассортимент продукции. Поэтому все приведенные ниже данные – только ориентировочные, усредненные.

К тому же понятно, что практически все статьи об арматуре из стеклопластика или инициированы Производителями, или составлены их же сотрудниками. Следовательно, они не могут претендовать на полную объективность.

armatura

Прочность

Когда Изготовители рассматривают такой параметр, то приводят данные, что у прутка композитного она практически в 4 раза больше. Но почему-то всегда наше внимание акцентируется на «растяжение». Понятно, что любой пластик значительно эластичнее металла. Но как быть с прочностью на сжатие и изгиб? А ведь это – немаловажный показатель долговечности любой бетонной конструкции.

Стеклопластик не является анизотропным материалом. Поэтому его «поведение» во многом зависит от направления вектора приложенной силы (нагрузки). Как он поведет себя при боковом воздействии? При чрезмерном сжатии? Это вызывает у специалистов много дополнительных вопросов, точного ответа на которые Производители дать не могут.

Надежность конструкции

Она обеспечивается, в том числе, и качественной сцепкой материалов. В этом плане пластик проигрывает металлу. Специалисты указывают, что при появлении дефектов трещины в бетоне с «композитом» могут быть намного больше, а нередко он просто рассыпается на куски.

Экономичность применения» стеклопластика

armЭто неоспоримо. Здесь стоит остановиться на нескольких моментах.

Во-первых, удобство транспортировки. Если для перевозки металлических прутков (учитывая их стандартную длину) понадобится грузовая машина, то композитную продукцию можно увезти и на легковом автомобиле или, к примеру, «Газели» (в зависимости от объема закупки), так как она продается бухтами.

Во-вторых, отсюда вытекает и такое преимущество, как снижение затрат на доставку к месту использования.

В-третьих, стоимость прутка из стеклопластика примерно в 2 раза ниже, чем металлического.

В качестве одного из аргументов в пользу композитной арматуры Изготовители приводят тот факт, что при ее использовании можно применять образцы с сечением меньшим, чем у металлических изделий. Но все предлагаемые к вниманию расчеты подразумевают только прочность на разрыв. Поэтому данное преимущество несколько сомнительно.

По некоторым показателям композитной арматуре можно поставить жирный «ПЛЮС» без дополнительных комментариев:

  • устойчивость к коррозии;
  • не проводит эл/ток. Целесообразно применять там, где требуется использование диэлектриков;
  • небольшой вес;
  • инертность к большинству агрессивных хим/соединений;
  • гибкость;
  • не создает помех для работы радиоэлектронных устройств (в отличие от металлических аналогов), так как «прозрачна» для ЭМ волн.

Недостатки композитной арматуры

Так как подобные изделия из стеклопластика – материал в строительстве сравнительно новый, на данный момент практически полностью отсутствует нормативная база (требования к монтажу, его методики и так далее) по ее применению. В принципе, есть определенные рекомендации Производителей, но опять же, насколько они объективны?

kompozit

Во-первых, они несколько разнятся, так как есть отличия (порой существенные) в технологии изготовления материалов.

Во-вторых, они не являются официальными нормативно-правовыми документами, так как все выводы основаны только на результатах различных экспериментов, причем проводимых специалистами данного предприятия. В случае негативных последствий придется очень постараться, чтобы отстоять свою правоту, особенно (если дело дойдет и до этого) – в судебных инстанциях.

Несмотря на то, что все Изготовители приводят различные аргументы, подчеркивающие преимущества использования своей композитной продукции, в одном они едины – стеклопластиковую арматуру не стоит использовать в элементах конструкции, подверженных значительным нагрузкам на изгиб (к примеру, балки, плиты перекрытия).

По сравнению с металлическим прутком композитный менее устойчив перед термическим воздействием и низкими температурами. Это существенно ограничивает сферу его применения.

Сложность монтажа. Например, каждый ли сможет качественно скрепить прутки между собой? Ведь в данном случае сварка не применяется. Это один из главных «минусов» композитных изделий.

Исходя из вышеизложенного, такую арматуру можно смело использовать при покрытии какой-либо основы штукатурным составом (обустройство армирующего каркаса). Здесь нет особых требований по монтажу. Если же она применяется для сооружения бетонных конструкций, не стоит слепо доверять рекламе. Это тот самый случай, когда понадобится консультация профессионала, причем «независимого», незаинтересованного в объемах продаж.

sravnenie

Дело в том, что есть некоторые различия в свойствах бетонного раствора (его ингредиентов) и стеклопластика. Как проявится такое «соседство» в тех или иных условиях (температурные скачки, смещения грунта и тому подобное), никто определенно ответить не сможет. Да и точные расчеты произвести невозможно из-за отсутствия соответствующих нормативных документов.

Вывод

Композитную арматуру  в частном домостроении целесообразно использовать только в отдельных случаях или в качестве вспомогательного каркаса, фибры и так далее. Полностью заменить прутки из металла она не может. Учитывая ее особенности, лучше применять данный материал при сооружении нежилых объектов. Например, различные вспомогательные постройки на участке, укрепление берега водоема.

Кто захочет более детально ознакомиться со спецификой применения стеклопластиковой арматуры, дополнительную информацию сможет найти в СНиП от 2003 года за № 52-01. Хотя и там в основном – общие правила.

Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры: характеристики, сфера применения, цены

Стеклокомпозитные арматурные изделия называют трендовым продуктом. Разработанная более 40 лет назад, она активно продвигается как альтернатива стальному прокату. По утверждению производителей стеклопластик с успехом заменяет традиционные металлические стержни. Проведем сравнительный анализ двух видов.

  1. Особенности металлопроката
  2. Композитная арматура
  3. В чем разница?

Краткая характеристика изделий из металла

В соответствии с ГОСТ 10884-94 арматурный стальной прокат представляет собой металлические прутки круглого сечения, поверхность которых бывает двух видов – гладкой или рифленой (периодической). Применяется в качестве каркаса в железобетонных конструкциях: фундаментах, монолитных и многослойных стенах, плитах перекрытий, столбах, дорожных полотнах и так далее. По физико-механическим свойствам выпускаются такие виды арматуры:

1. А1 или А240 – монтажные изделия. Металлические стержни имеют гладкий профиль, используются для формирования поперечных рамок каркаса, а также для основы легких сооружений, таких как теплицы, щиты, беседки. Выпускается в диаметре 4-40 мм.

2. А2-А6 – рабочая продукция, которая маркируется по индексу текучести стали: А300, А400, А500, А600, А800 и А1000. Поверхность рифленая серповидного, кольцевого или смешанного типа. Это несущие элементы каркаса, располагаются в продольной горизонтальной оси. Металлическая арматура выпускается в диаметре 4-80 мм. Сферы применения: мало- и многоэтажное строительство, возведение крупногабаритных строений промышленного и общественного назначения, выпуск железобетонных изделий, формирование дорожного полотна и многое другое. Часто применяется в реставрационных и ремонтных работах.

Плюсы металлопроката в его высокой прочности, устойчивости к перепадам температур, в том числе экстремальным, относительной неприхотливости. К тому же стальная арматура долговечна и безопасна, относится к негорючим материалам. Из недостатков отметим боязнь воды, приличный вес и необходимость в формировании защитного слоя из бетона, предохраняющего от контакта с внешней средой.

Металлическая продукция имеет типовую маркировку с указанием класса изделий, диаметра. Помимо этого включается дополнительная гравировка:

  • С – предназначенная для соединения методом сварки.
  • К – прокат, устойчивый к коррозии.
  • Т – термически или термомеханически упрочненная сталь с высоким индексом текучести от А600 и выше.

Металлическая арматура классифицируется специалистами как длинные или немерные изделия. Продается стержнями длиной до 11,7 м, упакованными в пачки весом до 3 тонн, либо пруты по 6-12 м сворачиваются в небольшие бухты. Цена рассчитывается исходя из пропорции тонна/рубли. Монтаж в единую сетку каркаса производится при помощи сварки либо вязальной холоднотянутой проволоки диаметром 3-4 мм.

Особенности композитной продукции

Стеклопластиковая арматура разрабатывалась как альтернатива металлической. Представляет собой прутки неметаллических изделий, в составе которых:

  • Штапельное стеклянное и арамидное волокно неорганического типа.
  • Связующие термореактивные смолы неотверждаемого или отверждаемого вида (эпоксидная, эпоксидно-диановая, винил-эфирная и другие).
  • Различные аддитивы, улучшающие показатели пластичности и прочности продукции.

Клиенты могут купить арматурные изделия двух разновидностей:

1. С поверхностью периодического профиля. На стержне по спирали производится намотка тонкого жгута из скрученного стекловолокна. Затем наносится слой полимерной смолы, что дает дополнительную защиту. По утверждению изготовителей такая «опция» увеличивает площадь соприкосновения арматуры с бетоном и усиливает взаимную адгезию материалов.

2. С условно-гладким профилем. На поверхность в процессе производства наносится песчаная обсыпка, задача которой заключается в усилении адгезионных качеств.

Стеклопластиковая арматура обладает следующими достоинствами:

  • Химическая, коррозионная и водостойкость.
  • Малый вес.
  • Диэлектрические свойства и радиопрозрачность.
  • Легкость в перевозке.

В копилке минусов композитных изделий:

1. Низкая огнестойкость.

2. Малая прочность в сравнении с металлическими прутами.

3. Высокая пластичность. Здесь уместно сравнение с металлическими прутами – дело в том, что при нагрузках сталь сначала начинает вытягиваться, а потом только при постоянных предельных нагрузках рваться. Деформации каркасов из композитных изделий наблюдаются уже при заливке, а впоследствии из-за увеличения давления вместо компенсации напряжения пруты тянутся. Это приводит к повреждению бетонного слоя.

4. Некоторая сложность при монтаже арматуры: для связок и перекрестий используются не слишком надежные пластиковые хомуты. К тому же, как уже выше было отмечено, во время заливки бетонной смеси в опалубку каркас демонстрирует излишнюю пластичность – начинает оплывать, терять форму. Это существенно усложняет работу мастеров и требует дополнительного контроля.

По рекомендации производителей стеклокомпозитные изделия применяют в тех же сферах, что и металлическую. А именно:

  • При возведении фундаментов, колонн, опорных столбов.
  • Для ЖБИ.
  • В обустройстве септиков, строительстве дорог и тротуаров.
  • В ремонтных работах: стяжки, штукатурки, настилы.
  • При формировании ограждений, щитовых конструкций, теплиц и так далее.

Сравнительный анализ

Как утверждает реклама, композит – отличная замена металлическим стержням, дешевая и надежная. Для того чтобы понять, насколько это верно, проведем сравнительную характеристику двух материалов по трем основным критериям: механическим свойствам, взаимодействию с внешней средой и соответствию нормам безопасности, действующим в Российской Федерации.

1. Деформационные и физико-механические параметры.

Удобнее всего проводить сравнение и анализировать данные, представленные в табличном виде.

Показатель Арматура стеклопластиковая Арматура металлическая
Размеры:

Длина

Диаметр

 

6-100 погонных метров

4-18 мм

 

6-12 погонных метров

4-80 мм

Модуль упругости 30-55 кН/мм2 200 кН/мм2
Временное сопротивление разрыву 1,25 кН/мм2 0,373-1,230 кН/мм2
Теплопроводность 47 Вт/м*К 0,5 Вт/м*К
Коэффициент температурного расширения 0.00001°С (изменение линейных размеров – 0,1 мм/м) 0.000012°С
Масса От 0,03 кг/погонный метр От 0,222 кг/погонный метр

Цифры явно демонстрируют, что сравнение не в пользу композита. Металлическая арматура как минимум в 4 раза лучше выдерживает нагрузки. Преимущество стеклопластиковой продукции здесь в низкой теплопроводности – это личное свойство одного из компонентов, стекловолокна.

2. Взаимодействие с внешними факторами.

Показатель Арматура стеклопластиковая Арматура металлическая
Вода Нет Да
Морская вода Нет Да
Щелочные растворы (грунтовая влага, бетонное молочко) Нет Да
Кислоты (почвы с повышенной кислотностью и другие) Нет Да
Химически агрессивные вещества (битумы, краски, растворители) Нет Нет
Нижний температурный предел -15 °С
Верхний температурный предел +120 – +160 °С +1400 °С

Сравнение по этим параметрам частично в пользу стеклокомпозита. Изделия химически устойчивы, но работают лишь в ограниченном температурном диапазоне, отличаются низкой огнестойкостью. Металл устойчив к любым температурам, но ржавеет под воздействием воды. Однако производители предлагают стержни с маркировкой «К», покрытые тонкой пленкой окислов или цинкового слоя, благодаря которым предотвращается коррозия каркаса.

3. Безопасность.

Стеклопластиковая арматура в составе содержит эпоксидные и аналогичные полимерные смолы, которые выделяют формальдегид, фенол, толуол, бензол и другие токсичные вещества. Конечно, под слоем бетона это практически незаметно, но при использовании в открытых каркасах (например, в теплицах), риск от некачественной продукции слишком велик. Металл в этом отношении полностью безопасен.

Рассмотрим еще один параметр – срок службы. Опыт работы с металлической арматурой наработан огромный, известны все минусы и способы их преодоления. При правильном использовании сталепрокат служит не менее 30 лет. Стеклопластик по утверждению производителей служит не меньше, но отзывы строителей утверждают обратное. Точных данных пока нет. Таким образом, композитная арматура в сравнении со стальной серьезно проигрывает.

4. Цена.

АСП, диаметр в мм Стоимость, руб/погонный метр
АСП с периодическим профилем АМ А500
4 10
6 12 6
8 18 10
10 25 15
12 36 21
14 47 28
16 60 37
18 76 41

Вывод очевиден: прокат арматурный лидирует почти по всем параметрам, выгоден, заменять его на композит нерационально.

Армирование волокном для композитного материала FRP

Большая часть прочности композитов из стекловолокна обусловлена ​​типом, количеством и расположением армирования волокном. В то время как более 90% используемых арматурных материалов — это стекловолокно, другие арматуры удовлетворяют потребности различных областей применения.

Стекло

Наиболее распространенное армирование — стекло прочное, обладает хорошей термостойкостью и высокими электрическими свойствами. Для более ответственных нужд S-Glass предлагает более высокую термостойкость и примерно 1/3 прочности на разрыв (при более высокой стоимости).

Углеродное волокно

Углеродные волокна (графит) доступны в широком диапазоне свойств и цен. Углеродные волокна сочетают в себе легкий вес с очень высокой прочностью и модулем упругости (мера жесткости или жесткости). Для применений с высокой жесткостью эти арматуры трудно превзойти, с модулем упругости, равным стали. Также они обладают отличными усталостными свойствами. Углеродные волокна используются в основном в аэрокосмических деталях, где снижение веса является основной целью.Хотя стоимость ограничивает использование в коммерческих приложениях, это целесообразно там, где содержание материалов невелико, например, в спортивном оборудовании.

Арамид

Также известны как ароматические полиамидные волокна (Kevlar® или Twaron®), арамид
обеспечивает высокую прочность и низкую плотность (на 40% ниже, чем у стекла), а также
высокий модуль. Эти волокна могут быть включены во многие полимеры и
широко используется в приложениях с высокой ударной нагрузкой, в том числе баллистической
сопротивление.

Натуральные волокна

Натуральные волокна, такие как сизаль, конопля и лен, могут использоваться для некоторых
приложения с низкими требованиями к прочности.Они ограничены
применения, не требующие устойчивости к влаге или повышенной влажности.

Расположение волокон
Однонаправленный

Типы армирования:
Сплошная ровница

Процессы:
Непрерывная пултрузия, прессование

Двунаправленный

Типы армирования:
Ткани, Тканый ровинг

Процессы:
Ручная укладка

Многонаправленный

Типы армирования:
Рубленые пряди, непрерывные, мат из рубленых прядей, трехосная ткань

Процессы:
Прессование и литье под давлением, напорный мешок, преформа

Процент армирования стекловолокном увеличивает прочность в направлении ориентации волокон

Способ расположения отдельных прядей определяет как направление, так и уровень достижимой прочности.Три основных устройства — однонаправленный, двунаправленный и разнонаправленный.

Формы армирования

Арматура поставляется в нескольких основных формах, чтобы обеспечить гибкость по стоимости, прочности, совместимости с системой смол и технологическим требованиям.

Сплошной ровничный станок

Поставляется в виде нескрученных нитей, скрученных в цилиндрическую упаковку для
дальнейшая обработка. Непрерывную ровницу обычно измельчают для распыления,
преформы или листовые формовочные смеси.В непрерывном виде используется
в процессах пултрузии и намотки нитей.

Ровинг тканый

Это тяжелая драпируемая ткань различной ширины, толщины и веса. Тканый ровинг стоит меньше, чем обычная тканая ткань, и используется для обеспечения высокой прочности в крупных конструктивных элементах, таких как резервуары и корпуса лодок. Тканый ровинг используется в основном при ручной укладке.

Ткани

Тканые материалы, изготовленные из волоконной пряжи, имеют более тонкую структуру, чем тканый ровинг.Они доступны в различных размерах и весе от 2,5 до 18 унций на квадратный ярд, с различной ориентацией по прочности.

Армирующий мат

Армирующий мат, изготовленный либо из непрерывных прядей, уложенных по спирали, либо из рубленых прядей, скрепляется смолистым связующим или сшивается механически. Эти маты используются для композитов средней прочности. Комбинированный мат, состоящий из плетеного ровинга и мата из рубленых прядей, скрепленных вместе, используется для экономии времени при ручной укладке.Гибридные маты из стекловолокна и углерода и арамидных волокон также доступны для более прочных армированных изделий.

Поверхностный мат

Покровный мат или вуаль — это мат из тонкого волокна, изготовленный из моноволокна и не считающийся армирующим материалом. Он используется для обеспечения хорошей отделки поверхности из-за его эффективности в блокировании рисунка волокон лежащего под ним мата или ткани. Поверхностный мат также используется на внутреннем слое коррозионно-стойких материалов для получения гладкой, насыщенной смолой поверхности

Рубленые волокна

Рубленые пряди или волокна доступны длиной от 1/8 дюйма до 2 дюймов.
для смешивания со смолами и добавками для приготовления формовочных масс для
прессование или литье под давлением и другие процессы.Различная поверхность
применяются для обеспечения оптимальной совместимости с различными
смоляные системы.

Ресурсы

.

Армирование основного материала протеза из ПММА смесью наночастиц ZrO2 и стеклянных волокон

Целью настоящего исследования является оценка гибридных эффектов армирования наночастиц оксида циркония (nano-ZrO 2 ) и стекловолокон (GF) при различных соотношениях между прочность на изгиб и ударопрочность основы протеза из полиметилметакрилата (ПММА). Всего 160 образцов было изготовлено из термополимеризованных акриловых смол с использованием водяной бани. Для контрольной группы образцы не получали никаких добавок; для тестовой группы были добавлены различные концентрации нано-ZrO 2 / GF на 5% полимера ПММА.Концентрации нано-ZrO 2 / GF были следующими: 5% –0%, 4% –1%, 3% –2%, 2,5–2,5%, 2–3%, 1% –4%. , и 0% –5%. Прочность на изгиб измеряли с помощью испытания на трехточечный изгиб. Ударная вязкость была измерена с использованием испытания на удар по Шарпи. Результаты были сведены в таблицу и проанализированы с использованием одностороннего дисперсионного анализа (ANOVA) и критерия множественного сравнения Тьюки – Крамера (). Прочность на изгиб и ударная вязкость композитов ПММА-нано-ZrO 2 + GF были значительно улучшены по сравнению с таковыми из чистого ПММА ().Максимальная прочность на изгиб (94,05 ± 6,95 МПа) и ударная вязкость (3,89 ± 0,46 кДж / м 2 ) были получены для смесей ПММА (2,5%) / нано-ZrO 2 + 2,5% GF и могут использоваться для съемных материалов. изготовление протезов.

1. Введение

Полиметилметакрилат (ПММА) — это наиболее широко используемый материал для изготовления зубных протезов, поскольку он обладает сочетанием благоприятных характеристик, таких как простота лабораторных манипуляций, легкий вес, недорогое изготовление, стабильность в полости рта. окружающей среды, соответствующей эстетической и цветовой способности, а также отсутствия токсичности [1, 2].Однако он может быть не идеальным во всех аспектах и ​​имеет несколько недостатков, которые необходимо устранить из-за его плохих механических характеристик. К ним относятся низкая ударопрочность и усталостное разрушение. Акриловые протезы часто ломаются в процессе эксплуатации из-за их плохих прочностных характеристик [2, 3]. Структурные модификации композиции, такие как добавление наполнителей, могут улучшить механические свойства смолы [3, 4].

Эти модификации включают добавление различных армирующих волокон для улучшения прочности на изгиб и ударную вязкость композитного полимерного материала, а также его устойчивости к усталости, что может продлить срок службы акрилового протеза [5].Предыдущие исследования показали, что стекловолокно (GF) превосходит другие типы волокон (например, нейлоновые, полиэтиленовые и арамидные углеродные / графитовые волокна), которые могут иметь плохой эстетический вид, иметь слабую адгезию с полимерной матрицей или быть непрактичными для стоматологической лаборатории. [5–7]. С другой стороны, ГФ известны своей биосовместимостью, приемлемым внешним видом и превосходными механическими свойствами [7, 8]. Сообщалось, что механические свойства акрилового композита зависят от связи между полимерной матрицей и армирующими GF [8].Для достижения высокого уровня адгезии между двумя материалами обработка поверхности GF силановым связующим агентом перед включением в матрицу смолы может привести к положительным результатам [8, 9]. Во многих исследованиях сообщалось об улучшении прочности на изгиб и ударной вязкости GF, обработанных ПММА / силаном, по сравнению с аналогичными композитами с необработанными GF [9–12].

В последнее время наблюдается усиление тенденции к включению керамических наполнителей в акриловые смолы для протезов в качестве армирующего материала.Целью этого дополнения является получение композитного полимерного материала с более благоприятными механическими свойствами [13]. В последнее время наночастицы оксида циркония (nano-ZrO 2 ) привлекли внимание из-за их превосходной биосовместимости, а также их белого цвета, что снижает вероятность их изменения эстетики по сравнению с наночастицами других оксидов металлов [13, 14]. Выбор нано-ZrO 2 в качестве наполнителя в этом исследовании был основан на их способности улучшать механические свойства акриловых смол [13].Частицы ZrO 2 обладают множеством полезных свойств, таких как превосходная ударная вязкость и прочность, устойчивость к истиранию и коррозии, а также биосовместимость [14, 15]. Частицы ZrO 2 имеют кристаллическую структуру и, как сообщается, обладают высокими механическими свойствами; являясь наиболее твердыми среди других оксидов, они способны противостоять распространению трещин [16, 17]. Существует множество факторов, которые влияют на механические и физические свойства композита ПММА / нано-ZrO 2 , такие как форма, размер, пропорции, распределение и состав матрицы [14, 18].Предыдущие исследования показали влияние наполнителей ZrO 2 на свойства материала основы зубных протезов из ПММА и обнаружили, что нано-ZrO 2 обладают способностью значительно увеличивать прочность на изгиб и ударную вязкость акриловой основы протеза [14, 19]. Наибольшее увеличение наблюдалось в нанокомпозите на основе зубного протеза, содержащем 5 мас.% Нано-ZrO 2 [20]. Увеличение концентрации нанонаполнителя свыше 5 мас.% Приводило к агломерации частиц и образованию кластеров, которые ослабляли материал, а не укрепляли его [13].

Гибридные системы армирования были созданы ранее [13, 21] для разработки смесей различных волокон, оксидов металлов или волокон и наполнителей, которые, как сообщается, улучшают физические свойства по сравнению с их добавлением по отдельности [13, 21]. Гибридное армирование может быть создано одним из следующих методов: добавлением смеси из более чем одного типа волокон [22], объединением различных оксидов металлов и керамики [23, 24], добавлением смесей оксидов металлов и волокон [25, 26], либо с использованием комбинации керамических наполнителей [21, 27, 28].В предыдущем исследовании сообщалось о многообещающих результатах по прочности на изгиб и ударной вязкости акриловых смол, армированных гибридом армирующих волокно материалов [16]. Было обнаружено, что добавление гибридного армирования из волокон и наполнителей также улучшает ударную вязкость [25]. Хотя включение нано-ZrO 2 и GF в ПММА для улучшения его физических и механических свойств было выполнено отдельно, насколько известно авторам, никаких исследований для оценки эффекта нано-ZrO 2 еще не проводилось. / Усиление смеси ГФ на механические свойства термоотверждаемых акриловых базовых смол для протезов.Таким образом, это исследование было проведено для оценки прочности на изгиб и ударной вязкости акриловых смол для протезов, усиленных смесью нано-ZrO 2 и GF в различных концентрациях. Нулевая гипотеза в этом исследовании заключается в том, что смесь нано-ZrO 2 и GF не улучшит механические свойства акриловой смолы для основы зубных протезов.

2. Материалы и методы
2.1. Подготовка образца

Две разные металлические формы были сконструированы желаемой формы и размеров для каждого испытания.Формы были использованы для создания восковых моделей (Cavex Set Up Wax, Cavex), и было создано 160 образцов (восемьдесят образцов на испытание). Образцы воска помещали в стоматологический камень (Fujirock EP, GC) в нижнюю колбу (61B Two Flask Compress, Handler Manufacturing). Перед установкой верхней колбы и заполнением ее другим слоем камня на поверхность камня наносили разделяющую среду вазелин. После закрепления камня колбы помещали в машину для удаления воска на 5 минут.Затем разделенные половины колбы промывали под струей горячей воды, чтобы удалить следы воска и создать пространства для форм. Пока поверхность камня была еще горячей, была нанесена разделяющая среда (Isolmajor, Major Prodotti Dentari SPA), и поверхность камня была отложена для набивки.

2.2. Характеристики и обработка GF

GF (стекло E, Shanghai Richem International Co., Ltd.) длиной 3 мм и диаметром 12 мкм, м (рис. 1) взвешивали с помощью электронных весов (S-234, Denver Instrument ) для создания различных концентраций смесей акриловый порошок / ГФ (Таблица 1).Предварительно взвешенные GF замачивали в силановом связующем агенте (3-триметоксисилилпропилметакрилат, 97% (TMSPM), Shanghai Richem International Co., Ltd.) в течение 1 мин при комнатной температуре, а затем сушили при 60 ° C в течение 24 ч [29 ].


Группа Процент наполнителя / волокна / акрилового порошка

Контроль 0% (0% нано-ZrO 2 + 0% GFs ) 100% акриловая пудра
A 5% (5% нано-ZrO 2 + 0% GFs) 95% акриловая пудра
B

.

Металл против пластика: 5 ключевых сравнений

Металл против пластика — старый аргумент, и вполне вероятно, что вы или ваша компания ранее сравнивали их для прошлых проектов. Тем не менее, инновации как в пластиковых материалах, так и в технологических возможностях, в сочетании с изменениями в отраслевых требованиях, закрыли многие из физических и финансовых разрывов, которые когда-то существовали между металлом и пластиком.

Metal vs. Plastic - 5 Key Comparisons

Многие отрасли, такие как аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование и общественный транспорт, осознают потенциал обновленных преимуществ замены крупных, внутренних или внутренних металлических деталей пластиковыми материалами и производственными процессами, такими как термопластические материалы и процесс термоформования пластика.

Download Productive Plastics Metal vs Plastic Thermoforming Comparison and Conversion Guide


Ниже приведены 5 ключевых сравнений, которые следует учитывать для МЕТАЛЛ и ПЛАСТИК :


1. Вес

Большой вес означает большие затраты. Топливная эффективность, затраты на техническое обслуживание, логистика, установка — все это позволяет значительно сократить расходы при уменьшении веса детали. Обратившись к таблице ниже, вы можете увидеть, что это главное преимущество пластика перед металлом.

Если вы возьмете деталь из стали и сравните ее с такой же деталью из термопласта, пластиковая деталь может быть более чем в 6 раз легче .

Возьмем ту же самую деталь, теперь изготовленную из алюминия, и пластиковая версия будет примерно вдвое меньше .

Пластмассы / композиты Удельный вес
Сополимер ацеталя 1,41
Ацеталь, 20% стеклопластик 1,55
Ударопрочный ABS 1,03
Поликарбонат 1.19
Полиэфирмид 1,27
Полиметилпентен 0,83

Углеродистая сталь 900

Металлы Удельный вес
Алюминий 2,55 — 2,80
7,8
Чугун 7,03 — 7,13
Литой катаная латунь 8,4 — 8,7
Медь 8.89
Нержавеющая сталь 7,7
Титан 4,5
Инструментальная сталь 7,70 — 7,73
Карбид вольфрама 14,29

Удельный вес — SG — — — безразмерная единица, определяемая как отношение плотности материала к плотности воды при заданной температуре.

(Существует множество разновидностей марок и сплавов стали и алюминия, и столько же разнообразных составов пластических материалов.Для более точного сравнения веса обратитесь к таблицам данных производителя материалов для материалов, применимых для вашего проекта — см. Таблицы данных на пластмассовые материалы.)


2. Отношение прочности к массе

В прошлом одно из самых больших Препятствием на пути к замене металлических деталей на пластик было то, что пластик, хотя и был намного легче, не мог конкурировать с прочностными характеристиками металла. Теперь, с достижениями в области пластиковых композитов и добавлением углеродного волокна или других стекловолокон в состав пластмасс, термопластические изделия могут работать так же хорошо, а в некоторых случаях даже превосходить металл по таким показателям, как прочность к весу и прочность к массе. жесткость.

Отношение прочности к массе , также известное как Удельная прочность , представляет собой прочность материала (сила на единицу площади при разрушении), деленную на его плотность.

При обращении к таблице ниже обратите внимание, что примеры термопласта относятся к категориям композитов и полимеров и что эти данные могут не включать все продукты из термопластических материалов, многие из которых специально разработаны для конкуренции с металлами и сплавами в сила и жесткость.Данные по этим материалам можно найти на сайтах производителей термопластов.

Источник — Никогуаро — Собственная работа, CC BY 4.0


3. Отношение прочности к жесткости

Отношение прочности к жесткости, также называется Удельный модуль упругости, — это свойство материала, состоящее из модуля упругости на удельную массу материала.


4. Производство / время выполнения

Пытаетесь ли вы уложиться в срок или выполнить заказы для увеличения спроса, время выхода на рынок может стать важным фактором успеха любого проекта.Благодаря значительно менее трудоемкому процессу, термоформование пластика может сэкономить время, энергию, рабочую силу и стоимость производства по сравнению с производством компонентов из металла.

Процесс термоформования пластика Процесс изготовления металла
Plastic Thermoforming Process metal vs plastic thermoforming process
• Программирование

• Создание оснастки

• Автоматическое формование деталей

• Роботизированная обработка деталей

• Обработка деталей (точки крепления склеивания)

• Конструкция приспособления / матрицы

• Программирование

• Резка, гибка, сварка

• Очистка сварных швов, отделка

• Подготовка к окраске

• Покраска


5.Возможности конструкции и стоимость

Вам не нужно очень долго наблюдать за процессом изготовления листового металла, чтобы исключить тот факт, что с металлом трудно работать и придавать ему форму. Даже с учетом сегодняшних технологий присущие металлу характеристики запрещают сложные конструкции или формы деталей, такие как составные кривые или плавные конструкции, из-за возможностей материала или ограничения стоимости. part complexity cost comparison chart metal vs plastic

Для придания формы металлической детали может потребоваться штамповка, сварка, шлифовка, доработка или гибка каждой отдельной детали для достижения проектных характеристик и желаемого внешнего вида.В дополнение к значительному увеличению производства и сроков выполнения заказов, как упоминалось выше, по мере увеличения сложности конструкции детали стоимость детали увеличивается в геометрической прогрессии.

Такое же увеличение сложности конструкции детали имеет относительно минимальное влияние на стоимость детали, изготовленной с помощью процесса термоформования пластика. Это связано с тем, что сложные конструкции, формы, бренды и текстуры поверхности могут быть включены непосредственно в инструменты детали. Хотя это может немного увеличить первоначальную стоимость инструмента для производства детали, это не добавит никаких дополнительных вторичных или формовочных операций, которые повлияли бы на стоимость детали или время производства.Этот метод и природа термопласта также предлагают гораздо больший спектр возможностей и возможностей сложности конструкции, которые недоступны для металлических деталей (см. Выбор материала для термоформования: 5 способов, которыми термопластические материалы могут влиять на внешний вид продукта).


Контакты Производство пластмасс для термоформования пластмасс

Пожалуйста, свяжитесь с Productive Plastics, ведущей компанией по термоформованию пластмасс, за помощью или для получения ценового предложения на контрактное производство термоформования пластмасс на заказ или для изучения возможности замены металлических деталей термоформованными пластиковыми деталями.

Запросите бесплатное руководство по сравнению и преобразованию термоформования металла в пластик компании Productive Plastics и переходу (PDF) в компанию Productive Plastics.

Запросите бесплатное руководство по процессу и дизайну термоформования толстого пластика (PDF) в компании Productive Plastics.

.

Армированные стекловолокном пластиковые кровельные и сайдинговые панели — Москва, Теннесси

Панели серии «40» FS25A (полупрозрачные) и CRFS25A (непрозрачные) были разработаны для удовлетворения растущих требований к высокопрочным панелям из стеклопластика. Комбинация армирования стекловолокном, состоящего из двунаправленной непрерывной пряди тканого и рубленого стекловолокна, является идеальным решением для увеличения пролета без ущерба для упругости и ударопрочности.

Способность панели FRP поглощать силы без повреждения ее структурной целостности имеет решающее значение для долгосрочной эксплуатации.Прямое сплошное стекло обеспечивает более жесткие и более длинные панели, которые подвержены растрескиванию вдоль линейного стекла при непрерывной езде на велосипеде и особенно при пешеходном движении. Двунаправленное тканое стекло из непрерывных прядей обеспечивает дополнительную прочность для более длинных пролетов и более равномерно распределяет напряжение от циклических и ударных нагрузок, что позволяет панелям из стеклопластика
поддерживать свою устойчивость.

Уникальный баланс

Resolite, состоящий из нескольких армирующих стекловолокон и изофталевой полиэфирной смолы, позволяет создавать конструкции, которые максимально увеличивают как рабочие характеристики панели, так и грузоподъемность без ущерба для функциональных требований.

Resolite делает еще один шаг вперед по устойчивости к коррозии и погодным условиям, обеспечивая C / W барьер в стандартной комплектации как на внешней, так и на внутренней поверхности панелей серии 40. C / W Barrier — это долгосрочное решение для улучшения погодоустойчивых панелей из стеклопластика, которое намного превосходит легколетучие напыляемые на покрытия, которые разрушаются и исчезают за короткое время.

Панели

Resolite FS25A и CRFS25A имеют более чем 50-летнюю историю долгосрочных характеристик.Оба использовались везде, где огнестойкость, коррозия
устойчивость и хорошие погодные характеристики имеют решающее значение. Установки включают сталелитейные заводы, производство алюминия и других цветных металлов, операции травления, градирни, заводы по производству удобрений, химические предприятия, целлюлозно-бумажные комбинаты, горнодобывающие предприятия, объекты водоснабжения / канализации и множество других промышленных предприятий.
создание приложений.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *