logoFLOTENK

Официальный партнер-дилер

завода композитных изделий

Flotenk г.Санкт-Петербург

8 977 959 43 11

8 966 123 88 38

symbolproducts

Распоряжение Федерального дорожного агентства от 16 июля 2010 г. № 469-р

Распоряжение Федерального дорожного агентства от 16 июля 2010 г. № 469-р

Об издании и применении ОДМ 218.5.005-2010 "Классификация, термины, определения геосинтетических материалов применительно к дорожному хозяйству
(с изменениями от 29 декабря 2010 г.)

В целях реализации в дорожном хозяйстве основных положений Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ "О техническом регулировании" и обеспечения дорожных организаций методическими рекомендациями:
Распоряжением Росавтодора от 29 декабря 2010 г. № 840-р в пункт 1 настоящего распоряжения внесены изменения
1. Структурным подразделениям центрального аппарата Росавтодора, федеральным управлениям автомобильных дорог, управлениям автомобильных магистралей, межрегиональным дирекциям по строительству автомобильных дорог федерального значения, территориальным органам управления дорожным хозяйством субъектов Российской Федерации рекомендовать к применению с 19.07.2010 ОДМ 218.5.005-2010 "Классификация, термины, определения геосинтетических материалов применительно к дорожному хозяйству" (далее - ОДМ 218.5.005-2010).
2. Управлению научно-технических исследований, информационного обеспечения и ценообразования (В.А. Попов) в установленном порядке обеспечить издание вышеупомянутых ОДМ 218.5.005-2010 и направить их в подразделения и организации, упомянутые в п. 1 настоящего распоряжения.
3. Контроль за исполнением настоящего распоряжения возложить на заместителя руководителя Н.В. Быстрова.

Руководитель A.M. Чабунин

ОДМ 218.5.005-2010

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
КЛАССИФИКАЦИЯ, ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ДОРОЖНОМУ ХОЗЯЙСТВУ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНСТВО
(РОСАВТОДОР)
Москва 2010

Предисловие
1 РАЗРАБОТАН специалистами ООО «Мегатех инжиниринг».
2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований, информационного обеспечения и ценообразования Федерального дорожного агентства Министерства транспорта РФ.
3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 16. 07. 2010 г. № 469-р.
4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

Содержание

1 Область применения
2 Термины и определения
2.1 Термины и определения, относящиеся к материалам
2.2 Термины и определения, относящиеся к функциям
3 Общая классификация геосинтетических материалов
4 Классификация геосинтетических материалов по функциям

ОДМ 218.5.005-2010
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
КЛАССИФИКАЦИЯ, ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ДОРОЖНОМУ ХОЗЯЙСТВУ

1 Область применения

Отраслевой дорожный методический документ "Классификация, термины, определения геосинтетических материалов применительно к дорожному хозяйству" рекомендуется к применению дорожным строительным организациям, предприятиям-изготовителям геосинтетических материалов, проектным и научно-исследовательским организациям строительного комплекса, образовательным учреждениям, а также другим заинтересованным лицам.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями, учитывающие ИСО 10318:2005 Геосинтетические материалы. Термины и определения (Geosynthetics. Terms and definitions).
2.1 Термины и определения, относящиеся к материалам
2.1.1 геосинтетические материалы (geosynthetics; GSY): Материалы из синтетических или природных полимеров, неорганических веществ, контактирующие с грунтом или другими средами, применяемые в строительстве.
2.1.2 геотекстиль; ГТ (geotextile; GXT): Материалы из синтетических или природных полимеров, неорганических веществ, получаемые по текстильной технологии, контактирующие с грунтом или другими средами, применяемые в строительстве.
2.1.3 геопластмассы; ГПЛ (geoplastics; GPL): Материалы, получаемые методом экструзии или вспенивания расплава синтетического полимера, или скреплением полимерных полос, контактирующие с грунтом, применяемые в строительстве.
2.1.4 геокомпозиты; ГК (geocomposites; GCO): Упрочненные композиционные материалы, состоящие из полимерной (синтетической или натуральной) непрерывной матрицы, выполняющей роль связующего все компоненты материала, и армирующего компонента.
2.1.5 геополотно; ГП (geofabric; GF): Сплошной геосинтетический материал, образованный из волокон, нитей, пряж, лент по текстильной технологии.
2.1.6 георешетка; ГР (geogrid; GGR): Плоский геосинтетический материал, имеющий сквозные ячейки правильной стабильной формы, размер которых превышает толщину ребер, образованный путем экструзии, склеивания, термоскрепления или переплетения ребер, противостоящий растяжению (внешним нагрузкам), и выполняющий роль усиления конструкции.
2.1.7 геосетка; ГС (geonet; GNT): Геосинтетический материал, имеющий сквозные ячейки лабильной формы, размеры которых превышают толщину ребер, образованный путем экструзии или переплетением ребер.
2.1.8 геосотовый материал; ГСТ (geocell; GCE): Пространственная конструкция, имеющая сквозные ячейки, образованная из геополос, соединенных в перпендикулярной плоскости относительно плоскости материала, высота ребер которого соизмерима с размером ячейки.
2.1.9 геомат; ГМА (geomat; GMA): проницаемая пространственная конструкция из полимерных мононитей и/или других элементов (синтетических или природных), скрепленных механическим и/или термическим и/или химическим или другими способами.
2.1.10 геомембрана; ГМ (geomembrane; GM): Геосинтетический материал, предназначенный для полной или частичной гидроизоляции.
2.1.11 геооболочка; ГОБ (geocase; GCS): Емкость из геосинтетического материала для заполнения грунтом или другими строительными материалами, создающая замкнутый объем.
2.1.12 геополоса; ГПС (geostripe; GST): Узкий геосинтетический материал, имеющий технологически оформленные кромки или получаемый путем вырезания из геосинтетического материала большей ширины.
2.1.13 геоплита; ГПТ (geoplate; GP): Материал, получаемый методом экструзии, вспенивания синтетического полимера или по технологии изготовления композитов, применяемый в дорожных конструкциях.
2.1.14 геотекстиль тканый; ГТ-ТК (geotextile woven; GTX-W): Геосинтетический материал, получаемый по технологии ткачества.
2.1.15 геополотно тканое; ГП-ГТ-ТК (geofabric woven; GF-W): Сплошной геотекстильный материал, образованный нитями основы и утка ткацким переплетением.
2.1.16 георешетка тканая; ГР-ГТ-ТК (geogrid woven; GGR-W): Георешетка, образованная нитями основы и утка ткацким переплетением.
2.1.17 геомат тканый; ГМА-ГТ-ТК (geomat woven; GMA-W): Проницаемая пространственная конструкция из полимерных нитей, скрепленных ткацким переплетением.
2.1.18 геооболочка тканая; ГОБ-ГТ-ТК (geocase woven; GCS-W): Емкость из тканого геотекстиля для заполнения грунтом или другими строительными материалами, создающая замкнутый объем.
2.1.19 геополоса тканая; ГПС-ГТ-ТК (geostripe woven; GST-W): Узкое геополотно, образованное нитями основы и утка ткацким переплетением, с нераспускающимися кромками.
2.1.20 геотекстиль вязаный; ГТ-ВЗ (geotextile knitted; GTX-K): Геосинтетический материал, полученный по трикотажной технологии.
2.1.21 геополотно вязаное; ГП-ГТ-ВЗ (geofabric knitted; GF-K): Сплошной геотекстильный материал, образованный трикотажным переплетением одной или многими нитями.
2.1.22 георешетка вязаная; ГР-ГТ-ВЗ (geogrid knitted; GGR-K): Георешетка, образованная системами продольных и поперечных уточных нитей, связанных между собой трикотажным переплетением.
2.1.23 геосетка вязаная; ГС-ГТ-ВЗ (geonet knitted; GNT-K): Геосетка, образованная трикотажным переплетением одной или многими нитями.
2.1.24 геомат вязаный; ГМА-ГТ-ВЗ (geomat knitted; GMA-K): Проницаемая пространственная конструкция из полимерных нитей, скрепленных трикотажным переплетением.
2.1.25 геооболочка вязаная; ГОБ-ГТ-ВЗ (geocase knitted; GCS-K): Емкость из вязаного геотекстиля для заполнения грунтом или другими строительными материалами, создающая замкнутый объем.
2.1.26 геополоса вязаная; ГПС-ГТ-ВЗ (geostripe knitted; GST-K): Узкое геополотно, образованное трикотажным переплетением одной или многими нитями, с нераспускающимися кромками.
2.1.27 геотекстиль нетканый; ГТ-НТ (geotextile nonwoven; GTX-N): Геосинтетический материал, полученный по технологии нетканых текстильных материалов.
2.1.28 геополотно нетканое; ГП-ГТ-НТ (geofabric nonwoven; GF-N): Сплошной геотекстильный материал, образованный из ориентированных или хаотично расположенных волокон или нитей, скрепленных механическим, физико-химическим, термическим или комбинированным способом.
2.1.29 георешетка нетканая; ГР-ГТ-НТ (geogrid nonwoven; GGR-N): Георешетка, образованная склеиванием систем нитей.
2.1.30 геосотовый материал нетканый; ГСТ-ГТ-НТ (geocell nonwoven; GCE-N): Пространственная конструкция, имеющая сквозные ячейки, образованная из текстильных нетканых геополос, соединенных в перпендикулярной плоскости относительно плоскости материала, высота ребер которого соизмерима с размером ячейки.
2.1.31 геомат нетканый; ГМА-ГТ-НТ (geomat nonwoven; GMA-N): Проницаемая пространственная конструкция из нитей, волокон, хаотично скрепленных по технологии нетканых материалов.
2.1.32 геополоса нетканая; ГПС-ГТ-НТ (geostripe nonwoven; GST-N): Узкое геополотно, образованное по технологии нетканых материалов, или вырезанное из нетканого геополотна большей ширины.
2.1.33 геотекстиль плетеный; ГТ-ПТ (geotextile braided; GTX-B): Геосинтетический материал, получаемый по технологии плетения.
2.1.34 геосетка плетеная; ГС-ГТ-ПТ (geonet braided; GNT-B): Геосетка, получаемая по технологии плетения.
2.1.35 геомат плетеный; ГМА-ГТ-ПТ (geomat braided; GMA-B): Проницаемая пространственная конструкция из полимерных нитей, скрепленных по технологии плетения.
2.1.36 геопластмассы экструдированные; ГПЛ-Э (geoplastics extruded; GPL-E): Материалы, получаемые методом экструзии синтетического полимера.
2.1.37 георешетка пластмассовая экструдированная; ГР-ГПЛ-Э (geogrid extruded; GGR-E): Георешетка из синтетического полимера, получаемая экструзией, ориентированная в одном или нескольких направлениях.
2.1.38 геосетка пластмассовая экструдированная; ГС-ГПЛ-Э (geonet extruded; GNT-E): Геосетка из синтетического полимера, получаемая методом экструзии.
2.1.39 геомат пластмассовый экструдированный; ГМА-ГПЛ-Э (geomat extruded; GMA-E): Проницаемая пространственная конструкция из полимерных мононитей и других синтетических элементов, скрепленных термическим, химическим способами.
2.1.40 геомембрана пластмассовая экструдированная; ГМ-ГПЛ-Э (geomembrane extruded; GM-E): Пленка из синтетического полимера, предназначенная для гидроизоляции.
2.1.41 геополоса пластмассовая экструдированная; ГПС-ГПЛ-Э (geostripe extruded; GST-E): Геополоса из синтетического полимера, получаемая методом экструзии и предназначенная для дискретного армирования или как полуфабрикат в производстве геосотовых материалов.
2.1.42 геопластмассы вспененные; ГПЛ-ВС (geoplastics foamed; GPL-FO): Материалы, получаемые методом вспенивания синтетического полимера.
2.1.43 геоплита вспененная; ГПТ-ВС (geoplate foamed; GP-FO): Материал, получаемый методом вспенивания синтетического полимера, применяемый в дорожных конструкциях.
2.1.44 геопластмассы скрепленные; ГПЛ-СК (geoplastics consolidated; GPL-C): Материалы, получаемые методом химического, термического скрепления полос из синтетического полимера.
2.1.45 георешетка пластмассовая скрепленная; ГР-ГПЛ-СК (geogrid consolidated; GGR-C): Георешетка из синтетического полимера, получаемая склеиванием, термоскреплением или сваркой взаимно перпендикулярных геополос.
2.1.46 геосотовый материал пластмассовый скрепленный; ГСТ-ГПЛ-СК (geocell consolidated; GCE-C): Пространственная конструкция, имеющая сквозные ячейки, образованная из пластмассовых геополос, соединенных в перпендикулярной плоскости относительно плоскости материала, высота ребер которого соизмерима с размером ячейки.
2.1.47 геокомпозиты дискретно-упрочненные; ГК-ДУ (geocomposites discontinuously reinforced; GCO-DR): Геокомпозиционные материалы, состоящие из полимерной (синтетической или натуральной) непрерывной матрицы, выполняющей роль связующего все компоненты материала, и армирующего компонента в виде отдельных хаотично распределенных волокон, нитей или иных дискретных включений.
2.1.48 биомат; БИОМА-ГК-ДУ (biomat; BM): Проницаемая дискретно-упрочненная пространственная конструкция из полимерных мононитей, волокон и других элементов, содержащая в своей структуре семена растений.
2.1.49 глиномат; ГЛМА-ГК-ДУ (claymat; GMA-CL): Дискретно-упрочненная конструкция, заполненная глиной и формирующаяся при первом ее намокании.
2.1.50 геокомпозиты непрерывно-упрочненные; ГК-НУ (geocomposites continuously reinforced; GCO-CR): Геокомпозиционные материалы, состоящие из полимерной (синтетической или натуральной) непрерывной матрицы, выполняющей роль связующего все компоненты материала, и армирующего компонента в виде текстильного полотна или ориентированных нитей.
2.1.51 геомембрана композиционная; ГМ-ГК-НУ (geomembrane composite; GM-C): Пленка из синтетического полимера, непрерывно-упрочненная геотекстилем, предназначенная для гидроизоляции.
2.1.52 геомембрана битумная; ГМБИТ-ГК-НУ (geomembrane bituminous; GM-BIT): Битумная пленка, непрерывно-упрочненная геотекстилем, предназначенная для гидроизоляции.
2.1.53 геополоса композиционная; ГПС-ГК-НУ (geostripe composite; GST-C): Геополоса из синтетического полимера, непрерывно-упрочненная геотекстилем, предназначенная для дискретного армирования или как полуфабрикат в производстве геосотовых материалов.
2.1.54 геоплита композиционная; ГПТ-ГК-НУ (geoplate composite; GP-C): Материал, получаемый из синтетического полимера, непрерывно-упрочненный геотекстилем, применяемый в дорожных конструкциях.

2.2 Термины и определения, относящиеся к функциям

2.2.1 армирование (reinforcement): Усиление дорожных конструкций и материалов с целью улучшения их механических характеристик.
2.2.2 разделение (separation): Предотвращение взаимного проникновения частиц материалов смежных слоев дорожных конструкций.
2.2.3 фильтрация (filtration): Пропускание жидкости в структуру материала или сквозь нее с одновременным сдерживанием грунтовых и подобных им частиц.
2.2.4 дренирование (drainage): Сбор и перенос осадков, грунтовой воды и других жидкостей в плоскости материала.
2.2.5 борьба с эрозией поверхности (surface erosion control): Предотвращение или ограничение перемещения грунта или других частиц по поверхности объекта.
2.2.6 гидроизоляция (hydroisolation): Предотвращение или ограничение перемещения жидкостей.
2.2.7 теплоизоляция (thermoinsulation): Ограничение теплового потока между объектом и средой.
2.2.8 защита (protection): Предохранение поверхности объекта от возможных повреждений.

3 Общая классификация геосинтетических материалов

На рисунке 1 приведена общая классификация геосинтетических материалов, в которой они разделены по следующим основаниям:
- Тип - определяется природой объекта;
- Класс - определяется технологией получения и макроструктурой объекта;
- Вид - определяется конкретной реализацией технологии, обуславливающей существенные особенности строения объекта.
Геосинтетические материалы могут быть одноосно-ориентированными, имеющими повышенные показатели механических свойств в одном направлении, двуосно- и многоосно-ориентированными, имеющими сравнимые показатели механических свойств в двух и более направлениях.
В случае если геосинтетический материал состоит из нескольких слоев геосинтетических материалов, скрепленных тем или иным способом, его следует обозначать перечислением буквенных индексов компонентов, составляющих материал, объединенных знаком "+". Например, многослойный материал, состоящий из геополотна нетканого и георешетки вязаной, следует обозначать следующим образом: ГП-ГТ-НТ + ГР-ГТ-ВЗ, а многослойный материал для дренирования, сочетающий в себе геополотно нетканое и геомат экструдированный следует обозначать: ГП-ГТ-НТ + ГМА-ГПЛ-Э.
ras1
Рисунок 1 - Общая классификация геосинтетических материалов
4 Классификация геосинтетических материалов по функциям
На рисунке 2 приведена классификация геосинтетических материалов по функциям применительно к дорожному строительству.
В таблице 1 показано применение геосинтетических материалов в дорожных конструкциях при строительстве, реконструкции, ремонте автомобильных дорог общего пользования, временных дорог, подъездных путей, стоянок, дорог промышленных и сельскохозяйственных предприятий.
pas2
Рисунок 2 - Классификация геосинтетических материалов по функциям применительно к дорожному строительству

Таблица 1 - Применение геосинтетических материалов в дорожной конструкции

Функции геосинтетических материалов Дорожная одежда 
Покрытие Основание дорожной одежды Дополнительные слои
Армирование

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки нетканые

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки пластмассовые экструдированные

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки пластмассовые экструдированные

Георешетки пластмассовые скрепленные

Разделение -

Геополотна нетканые

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки пластмассовые экструдированные

Геополотна нетканые

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки пластмассовые экструдированные

Георешетки пластмассовые скрепленные

Фильтрация - Геополотна нетканые Геополотна нетканые
Дренирование - -

Геополотна нетканые

Геоматы пластмассовые экструдированные

Геомембраны пластмассовые экструдированные

Борьба с эрозией - - -
Гидроизоляция - - -
Теплоизоляция - - -
Защита - - -

Земляное полотно

Рабочий слой

Тело насыпи

Основание насыпи

Основание выемки

Откосы насыпи

Дренажные конструкции

Геополотна тканые

Геополотна вязаные

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки пластмассовые экструдированные

Георешетки пластмассовые скрепленные

Геополотна тканые

Геополотна вязаные

Георешетки тканые

Георешетки вязаные Георешетки пластмассовые экструдированные

Георешетки пластмассовые скрепленные

Геооболочки

Геополотна тканые

Геополотна вязаные

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки пластмассовые

экструдированные

Георешетки пластмассовые скрепленные

Геооболочки

Геополотна тканые

Геополотна вязаные

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки пластмассовые экструдированные

Георешетки пластмассовые скрепленные

Геооболочки

Геополотна вязаные

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Георешетки пластмассовые экструдированные

Георешетки пластмассовые скрепленные

Тканые геоматы

Вязаные геоматы

Геоматы пластмассовые экструдированные

Геооболочки

Геополосы тканые

Геополосы вязаные

Геополосы экструдированные

Геополосы композиционные

-

Геополотна нетканые

Тканые георешетки

Вязаные георешетки

Геосетки пластмассовые экструдированные

Геополотна нетканые

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Геосетки пластмассовые экструдированные

Геополотна нетканые

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Геосетки пластмассовые экструдированные

Геополотна нетканые

Георешетки тканые

Георешетки вязаные

Геосетки пластмассовые экструдированные

-

Геополотна нетканые

Геополотна нетканые

Геополотна вязаные

Геополотна нетканые

Геополотна вязаные

Геополотна нетканые

Геополотна вязаные

Геополотна нетканые

Геополотна вязаные

Геополотна нетканые

Геополотна нетканые

Геополотна нетканые

Геоматы пластмассовые экструдированные

Геомембраны пластмассовые экструдированные

Геополотна нетканые

Геоматы пластмассовые экструдированные

Геомембраны пластмассовые экструдированные

Геополотна нетканые

Геополотна нетканые

Геоматы пластмассовые экструдированные

Геомембраны пластмассовые экструдированные

Геополотна нетканые

Геоматы пластмассовые экструдированные

Геомембраны пластмассовые экструдированные

Геополотна нетканые

Геоматы пластмассовые экструдированные

Геомембраны пластмассовые экструдированные

-

-

-

-

Геосетки вязаные

Геосетки плетеные

Геополотна нетканые

Геоматы тканые

Геоматы вязаные

Геоматы нетканые

Геоматы плетеные

Геоматы пластмассовые экструдированные

Биоматы

Геосотовые материалы нетканые

Геосотовые пластмассовые материалы скрепленные

Геополотна нетканые

Геоматы тканые

Геоматы вязаные

Геоматы нетканые

Геоматы плетеные

Геоматы пластмассовые экструдированные

Биоматы

Геосотовые пластмассовые материалы скрепленные

-

-

Геомембраны пластмассовые экструдированные

Геомембраны композиционные

Геомембраны битумные

Глиноматы

-

-

-

Геоплиты вспененные

Геополотна нетканые

Геоплиты вспененные

Геополотна нетканые

Геоплиты вспененные

Геополотна нетканые

Геоплиты вспененные

Геополотна нетканые

Геоплиты вспененные

Геополотна нетканые

-

-

-

-

-

-

Геополотна тканые

Геополотна вязаные

Геополотна нетканые

Применение

История

prim1Композитный материал, также называемый композиционный материал или композит - это искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, различных по физическим и химическим свойствам, которые остаются раздельными на макроскопическом уровне в финишной структуре. 
Механическое поведение композита определяется соотношением свойств армирующих элементов и матрицы, а также прочностью связи между ними. Эффективность и работоспособность материала зависят от правильного выбора исходных компонентов и технологии их совмещения, призванной обеспечить прочную связь между компонентами при сохранении их первоначальных характеристик. 
Самый примитивный композитный материал – это кирпичи из глины и соломы, которые применялись в строительстве еще в древнем Египте. Космические корабли служат примерами самых продвинутых композитов, выдерживающих работу в экстремальных средах. Самый распространенный композит это асфальтобетон или цемент со стальной арматурой. Также мы можем встретить его и на кухне, где из композитного материала делают столешницы, с гранитной или мраморной крошкой. 

Что такое композитный материал

В состав композитного материала входит две категории элементов: матрица и армирующее вещество.Здесь надо отметить, что слово «матрица» приобрело несколько искаженное значение. Им часто называют оснастку или форму, по которой создается изделие. Далее слово «матрица» употребляется только в значении связующего вещества в композитном материале.
Материал матрицы окружает и фиксирует армирующий материал, придает изделию форму. Армирующее вещество передает изделию свои механические и физические свойства, и, таким образом, усиливает свойства матрицы. Такая взаимосвязь позволяет создать более совершенный материал с набором свойств, недоступным каждому из входящих в его состав материалов в отдельности. Широкая гамма армирующих и матричных материалов дает возможность создавать материал с теми свойствами, которые соответствуют назначению изделия. 

prim2Для того, чтобы придать форму композитному материалу используется оснастка. Матричный материал укладывается в оснастку вместе с армирующим материалом. Затем матрица застывает, тем самым создавая форму изделия. В зависимости от того, что за материал используется в качестве матрицы, этот процесс называют химической полимеризацией или схватыванием. 
Термин «композитный материал» наиболее часто применяется в отношении композитов на основе полимерных матриц или смолы. Полимеры очень разнообразны, нам интересно несколько видов (называемых по названию основных веществ в их составе) – эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные, фенольные, полипропиленовые и пр. В качестве армирующих веществ наиболее распространены волокна и сыпучие вещества. Большое влияние на свойства композитного материала оказывает итоговое соотношение матрицы и армирующих волокон. Чем меньше в изделии смолы, тем прочнее изделие. Совершенствование технологии в области формование направлено на достижение идеальных пропорций компонентов в материале. 

Методы формования изделий из композитных материалов

В процессе производства, называемым формованием, составляющие изделия, армирующее вещество и матрица объединяются, и ему придается форма. Форма детали неизменна, за исключением случаев разрушающих воздействий. Для термореактивных полимерных матричных материалов процесс формования заключается в химической реакции отверждения. Для термопластичных полимерных матриц, процесс формования заключается в застывании из расплавленного состояния. Как правило, процесс осуществляется при комнатной температуре и нормальном давлении. 

Ручное или контактное формование, как самый распространенный и дешевый метод создания ламината, имеет ряд серьезных недостатков: 

  • большое количество смолы в изделии, что приводит к его хрупкости
  • сложность достижения идеальных пропорций матричного и армирующего вещества
  • неравномерность толщины ламината и воздушные ловушки внутри

Всё это приводит к тому, что изделие становится хрупким, непрочным, тяжелым, не способным выдерживать механические нагрузки. Воздушные ловушки внутри ламината со временем начинают разрушать его изнутри. Более совершенные технологии формования устраняют частично или полностью недостатки ручного формования, вот некоторые из них. 

prim3

Вакуумное формование

В этом процессе используется открытая оснастка, в которую укладываются компоненты композитного материала. Сверху оснастка закрывается полимерной пленкой (вакуумным пакетом) или силиконовой мембраной. Затем накладывается вакуум. Процесс может проходить при комнатной или повышенной температуре и при атмосферном давлении. Вариации этой технологии используют повышенное давление воздуха или пара с внешней стороны пленки (мембраны). 

Вакуумная инфузия (вакуумная пропитка) 

Процесс вакуумной инфузии это техника, которая использует силу вакуумного давления для ввода смолы в ламинат. Материалы будущего композита выкладываются в сухом виде в оснастку, затем накладывается вакуум, до ввода смолы. Как только достигается давление вакуума, смола засасывается в ламинат по специальным трубкам. В этом процессе используется набор вспомогательных материалов и инструментов. 

Автоклав

prim4В процессе используется оснастка и мембрана или полимерная пленка. Материалы укладываются в оснастку, как правило, используются пропитанные волокна, препрег. Иногда используется пленка из смолы и сухие армирующие материалы. После установки мембраны, на оснастку накладывается вакуум. Конструкция помещается в автоклав, где на нее воздействуют давление и температура. 

RTM (Resin transfer moulding) Инжекция в закрытую форму

RTM – метод производства изделий средних серий. В этом процессе связующие впрыскиваются в закрытую форму, уже содержащую сухой армирующий материал. Изделия, отформованные методом RTM, имеют две гладкие стороны и точно выдержанную форму и размер. Вариации технологии используют вакуум или давление для ввода смолы. Процесс может проводиться при комнатной или повышенной температуре. 
Другие виды, такие как пултрузия, намотка, формование под давлением SMC (Sheet Moulding Compound), DMC (Bulk Moulding Compound), открытое формование (контактное формование и напыление) мы не будем подробно рассматривать, как специфические.

prim5

Продукция

Композитные материалы завоевали свою популярность, несмотря на высокую стоимость, в отраслях, где механические свойства должны сочетаться с низким весом и возможностью выдерживать высокие нагрузки. Наиболее часто упоминаются авиакосмические компоненты (хвосты, крылья, фюзеляж, пропеллеры), корпуса и весла суден, кузова автомобилей, велосипедные рамы, удилища. Крылья и фюзеляж нового Боинга 787 Dreamliner более чем на 50% выполнены из композитных материалов.

Описание

Композитные материалы представляют собой металлические и неметаллические матрицы (основы) с заданным распределением в них упрочнителей (волокон, дисперсных частиц и др.); при этом композитные материалы позволяют эффективно использовать индивидуальные свойства составляющих композиции. По характеру структуры композитные материалы подразделяются на волокнистые, упрочнённые непрерывными волокнами и нитевидными кристаллами, дисперсноупрочнённые композиционные материалы, полученные путём введения в металлическую матрицу дисперсных частиц упрочнителей, слоистые композитные материалы, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов. Сплавы с направленной кристаллизацией эвтектических структур также представляют собой композитные материалы . Комбинируя объемное содержание компонентов, можно, в зависимости от назначения, получать композитные материалы с требуемыми значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать композитные материалы с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами. Композитные материалы своим прообразом имеют широко известный железобетон, представляющий собой сочетание бетона, работающего на сжатие, и стальной арматуры, работающей на растяжение, а также полученные в 19 в. прокаткой слоистые материалы.
Успешному развитию современных композитных материалов содействовали: разработка и применение в конструкциях волокнистых стеклопластиков, обладающих высокой удельной прочностью (1940-50); открытие весьма высокой прочности, приближающейся к теоретической, нитевидных кристаллов и доказательства возможности использования их для упрочнения металлических и неметаллических материалов (1950-60); разработка новых армирующих материалов - высокопрочных и высокомодульных непрерывных волокон бора, углерода, Al2O3, SiC и волокон других неорганических тугоплавких соединений, а также упрочнителей на основе металлов (1960-70).
В технике широкое распространение получили волокнистые композитные материалы, армированные высокопрочными и высокомодульными непрерывными волокнами, в которых армирующие элементы несут основную нагрузку, тогда как матрица передаёт напряжения волокнам. Волокнистые композитные материалы, как правило, анизотропны. Механические свойства композитных материалов определяются не только свойствами самих волокон, но и их ориентацией, объёмным содержанием, способностью матрицы передавать волокнам приложенную нагрузку и др. Диаметр непрерывных волокон углерода, бора, а также тугоплавких соединений (В4С, SiC и др.) обычно составляет 100-150 мкм.
Важнейшими технологическими методами изготовления композитных материалов являются: пропитка армирующих волокон матричным материалом; формование в пресс-форме лент упрочнителя и матрицы, получаемых намоткой; холодное прессование обоих компонентов с последующим спеканием, электрохимическое нанесение покрытий на волокна с последующим прессованием; осаждение матрицы плазменным напылением на упрочнитель с последующим обжатием; пакетная диффузионная сварка монослойных лент компонентов; совместная прокатка армирующих элементов с матрицей и другие.
Композитные материалы в конструкциях, требующих наибольшего упрочнения, характеризуются расположением армирующих волокон по направлению приложенной нагрузки. Цилиндрические изделия и другие тела вращения (например, сосуды высокого давления), в основе которых лежат композитные материалы, армируют волокнами, ориентируя их в продольном и поперечном направлениях. Увеличение прочности и надежности в работе цилиндрических корпусов, а также уменьшение их массы достигается внешним армированием узлов конструкций высокопрочными и высокомодульными волокнами, что позволяет повысить в 1,5-2 раза удельную конструктивную прочность корпусов из композитных материалов по сравнению с цельнометаллическими корпусами.
Весьма перспективны композитные материалы, армированные нитевидными кристаллами (усами) керамических, полимерных и др. материалов. Размеры усов обычно составляют от долей до нескольких мкм по диаметру и примерно 10-15 мм по длине.
Разрабатываются композитные материалы со специальными свойствами, например радиопрозрачные и радиопоглощающие материалы, композитные материалы для тепловой защиты орбитальных космических аппаратов, композитные материалы с малым коэффициентом линейного термического расширения и высоким удельным модулем упругости и другие.
Области применения композитных материалов многочисленны; кроме авиационно-космической, ракетной и других специальных отраслей техники, композитные материалы могут быть успешно применены в энергетическом турбостроении, в автомобильной промышленности - для деталей двигателей и кузовов автомашин; в машиностроении - для корпусов и деталей машин; в химической промышленности - для автоклавов, цистерн, аппаратов сернокислотного производства, ёмкостей для хранения и перевозки нефтепродуктов и др.

Стеклопластики

Композитные материалы, состоящие из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего. Наполнителем служат в основном стеклянные волокна в виде нитей, жгутов (ровингов), стеклотканей, стекломатов, рубленых волокон; связующим - полиэфирные смолы, феноло-формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические смолы, полиимиды, алифатические полиамиды, поликарбонаты и др.
Для стеклопластиков характерно сочетание высоких прочностных, диэлектрических свойств, сравнительно низкой плотности и теплопроводности, высокой атмосферо-, водо- и химстойкости. Механические свойства стеклопластиков определяются преимущественно характеристиками наполнителя и прочностью связи его со связующим, а температуры переработки и эксплуатации стеклопластика - связующим. Наибольшей прочностью и жёсткостью обладают стеклопластки, содержащие ориентированно расположенные непрерывные волокна. Такие стеклопластки подразделяются на однонаправленные и перекрёстные; у стеклопластика первого типа волокна расположены взаимно параллельно, у стеклопластика второго типа - под заданным углом друг к другу, постоянным или переменным по изделию. Изменяя ориентацию волокон, можно в широких пределах регулировать механические свойства стеклопластиков.
Большей изотропией механических свойств обладают стеклопластки с неориентированным расположением волокон: гранулированные и спутанно-волокнистые пресс-материалы; материалы на основе рубленых волокон, нанесённых на форму методом напыления одновременно со связующим, и на основе холстов (матов). Стеклопластки на основе полиэфирных смол можно эксплуатировать до 60-150 С, эпоксидных - до 80-200 C, феноло-формальдегидных - до 150-250 С, полиимидов - до 200-400 С. Диэлектрическая проницаемость стеклопластиков 4-14, тангенс угла диэлектрических потерь 0,01-0,05, причём при нагревании до 350-400 С показатели более стабильны для стеклопластиков на основе кремнийорганических и полиимидных связующих.
Изделия из стеклопластиков с ориентированным расположением волокон изготавливают методами намотки, послойной выкладки или протяжки с последующим автоклавным, вакуумным или контактным формованием либо прессованием, из пресс-материалов - прессованием и литьём.
Стеклопластики применяют как конструкционный и теплозащитный материал при производстве корпусов лодок, катеров, судов и ракетных двигателей, кузовов автомобилей, цистерн, рефрижераторов, радиопрозрачных обтекателей, лопастей вертолётов, коррозионностойкого оборудования и трубопроводов, небольших зданий, бассейнов для плавания и др., а также стеклопластик используется как электроизоляционный материал в электро- и радиотехнике.

Применяемые материалы

Полиэфирные смолы

Полиэфирная смола с малой эмиссией стирола
М 105 - полиэфирная смола, тиксотропная, предускоренная, низкой вязкости, среднего времени гелеобразования, самая популярная полиэфирная смола этой категории. Эмиссия стирола у обычных полиэфирных смол составляет 5-10% от веса смолы (в зависимости от метода работы). У полиэфирных смол с малой эмиссией стирола данная величина 2-5%. Это свойство наряду с низкой вязкостью полиэфирной смолы улучшает условия на рабочих местах, снижает затраты на вентиляцию, увеличивает прочность стеклопластика и позволяет уменьшить вес изделия из стеклопластика.
М 251 - полиэфирная смола с малой эмиссией стирола на основе ортофталиевой кислоты с различным временем гелеобразования. Данная полиэфирная смола характеризуется относительно высокой температурой термической деформации и быстрой полимеризацией при относительно большом времени гелеобразования, что позволяет формовать большие изделия из стеклопластика не увеличивая время нахождения изделия в матрице.
М З00 - полиэфирные смолы данной серии применяются при изготовлении изделий из стеклопластика, для которых требуется повышенная термостойкость и гибкость.
М 530 - полиэфирные смолы на изофталиевой основе, обладают хорошими механическими свойствами, высокой термостойкостью, химостойкостью.
Полиэфирные смолы с малой эмиссией стирола нашли широкое применение при ручном формовании стеклопластика и при изготовлении стеклопластика напылением.
Полиэфирная смола для прозрачных пластиков
G 200 LE - полиэфирная смола, предускоренная, нетиксотропная, на ортофталиевой основе, специального назначения, высокой очистки, стойкая к эрозии (выветриванию). Показатель преломления в отвержденной полиэфирной смоле G 200 LE почти равен показателю преломления у стекловолокна "Е" типа, что делает волокна невидимыми в стеклопластике.Полиэфирная смола G200 LE стабилизирована к воздействию ультрафиолетовых лучей. Данная полиэфирная смола рекомендуется к использованию при выпуске изделий из прозрачного стеклопластика для крыш, куполов, навесов и т.п.
Полиэфирная смола используется при ручном формовании стеклопластика и машинном изготовлении стеклопластика. Стеклопластик, полученный с применением данной полиэфирной смолы, составляет удачную конкуренцию стеклу: пропускает свет, не бьется, долговечен, может выпускаться профилем, аналогичным профилю основного кровельного материала, что исключает расходы на организацию рам. При остеклении прозрачным стеклопластиком 1/3 крыши помещения площадью 700 м2 затраты за счет экономии электроэнергии окупаются за один год.
Полиэфирная смола для пожаростойких изделий
F 207 ТРЕ - полиэфирная смола с низкой степенью вязкости, на ортофталиевой основе, самозатухающая, с малой эмиссией стирола. Данная полиэфирная смола рекомендуется для производства спасательных шлюпок из стеклопластика и аналогичных изделий ручным формованием и по технологии изготовления стеклопластика напылением.
Det Norske Veritas и Norwegian Maritime Directorate рекомендовали данную полиэфирную смолу для производства спасательных шлюпок. Полиэфирная смола F 207 ТРЕ рекомендована Germanischer Lloyd для использования в судостроении. Кислородный индекс (A S T M D 2863-70) данной полиэфирной смолы  - 23,5%
F 240 TF - пожаростойкая, ненасыщенная полиэфирная смола. Данная полиэфирная смола содержит различные наполнители на основе специфической ортофталиевой кислоты. Подходит для ручного формования стеклопластика, напыления стеклопластика и холодного прессования. Полиэфирная смола F 240 TF предназначена для изделий, от которых требуется низкая степень горючести и выделение малого количества токсичных дымов при горении. Используется в строительстве и на транспорте (железнодорожный транспорт, метро и т.д.).
F 804 TF - пожаростойкая, ненасыщенная полиэфирная смола. Данная смола содержит различные наполнители, а также галогены встроеные в молекулы. Предназначена для ручного формования стеклопластика, напыления стеклопластика и холодного прессования. Эта полиэфирная смола рекомендуется для получения более пожаростойкого стеклопластика. Применяется, в строительстве, на транспорте, в промышленных частях. Изделия на данной полиэфирной смоле прошли удачную сертификацию по требованиям пожаробезопасности в метро и на ж/д транспорте в России.
F 805 TF - пожаростойкая, ненасыщенная полиэфирная смола. Содержит галоидные составляющие в молекулах, а также органические наполнители. Полиэфирная смола F 805 TF не содержит хлор или азот. Мономер изготовлен из стирола и метилметакрилата. Классифицирована MIF2. Предназначена для ручного формования стеклопластика, напыления стеклопластика и холодного прессования. Предназначена для изделий, от которых требуется низкая степень горючести и выделение малого количества токсичных дымов при горении: транспорт, строительство, промышленность.
Химостойкая полиэфирная смола
К 530 - серия полиэфирных смол на изофталиевой основе. Применяются для производства изделий из стеклопластика, работающих в химически активных средах (трубы, емкости, силосы, ванны гальванические), а также для хранения ГСМ и питьевой воды. Могут использоваться как при ручном формовании стеклопластика, так и с помощью оборудования для изготовления стеклопластика компании Glas-Craft.
Полиэфирная смола для пултрузии
S 380 H, S 560 ZX - полиэфирные смолы, содержащие добавки, контролирующие усадку и обеспечивающие легкость процесса пултрузии и отличную поверхность профиля из стеклопластика. 

Смолы полиэфирные ненасыщенные(Россия)

Наименование
ГОСТ, ТУ

Внешний вид, состав Свойства Применение
 

ПН-1
ГОСТ 27952-88

Прозрачная жидкость от светло-жёлтого до тёмно-жёлтого цвета. Раствор полидиэтиленгликольмалеинатфталата в стироле.

Содержание стирола, % 30-33;
Вязкость, сП - 350-550; Реактивность -средняя.

Для изготовления стеклопластиковых конструкций, поли-мербетона, исскуст-венного камня.

ПН-12
ТУ 6-06-74-89

Прозрачная жидкость светло-жёлтого цвета.. Раствор полиэтилендиэтиленгликольмалеинатфталата в стироле.

Содержание стирола, % 26-29;
Вязкость, сП - 700-1000;
Реактивность - высокая.

Для изготовления одно- и двухслойных листов и стержней при производстве пласт-массовых изделий и фурнитуры.

ПН-609
ГОСТ 27952-88

Прозрачная жидкость жёлто-зелёного или коричневого оттенка. Раствор полиэтиленгликольмалеинатфталата в олигооэфиракрилате.

Вязкость, сП- 330-520;
Реактивность- низкая;
Не содержит стирола.

Для изготовления ком-позиционных матери-алов, стеклопластико-вых конструкций при строительстве кораб-лей, катеров, лодок и автомобилей.

Смолы полимеризуются при добавлении следующих двух компонентов:

  • Ускоритель УНК-2 (раствор нафтената кобальта в стироле) - 2-5 масс. частей к 100 масс. частям смолы.
  • Отвердитель ПМЭК (пероксид метилэтилкетона) или ПЦГ (пероксид циклогексанона)-  2-6 масс. частей к 100 масс. частям смолы. 

Смолы эпоксидные ГОСТ 10587-84

Марка
смолы

Массовая доля
эпоксидных
групп, %

Массовая доля иона хлора, % Массовая доля омыляемого хлора,% Массовая доля летучих веществ,%

Динамическая вязкость,
Па, 0С
 при 25 0С

Время желатинизации с отвердителем, час

Внешний
вид

ЭД-16 16,0-18,0 0,002 0,4 0,2

(при 500С),
 5-18

4,0

Высоковязкая
прозрачная
смола

ЭД-20 19,9-22,0 0,002 0,4 0,5 12-18 5,0 Вязкая прозрачная смола
ЭД-22 22,1-23,5 0,002 0,4 0,4 7-12 16,0 Низковязкая прозрачная смола
Алифатическая эпоксидная смола ТУ
ДЭГ-1 > 24 0,04 1,4 1,5 7 8,0 Низковязкая прозрачная смола

Гарантийный срок хранения эпоксидных смол - 1,5 года.
Смолы эпоксидно-диановые ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22 применяются при изготовлении клеевых и заливочных композиций в электротехнике, строительстве, промышленном производстве, как связующее для производства стеклопластиковых изделий. Смолы в отверждённом состоянии имеют повышенную хрупкость, поэтому для увеличения эластичности (морозостойкости) и снижения хрупкости отверждённой композиции необходимо вводить пластификаторы (дибутилфталат, полиэфиры) или алифатические эпоксидные смолы (ДЭГ-1). Алифатическая эпоксидная смола ДЭГ-1 (диглицидиловый эфир жирных кислот) увеличивает эластичность и морозостойкость композиции при добавлении к эпоксидно-диановым смолам в объёме до 20%. Отверждается ДЭГ-1 стандартными отвердителями для эпоксидных смол. Для улучшения механических и физических свойств отверждённых смол (прочность на сжатие, разрыв, снижение усадки, атмосферостойкость) необходимо вводить в композицию наполнители (стекловолокно, углеволокно, аэросил, кварцевый песок, цемент, минеральные пигменты и др.).

Отвердители для эпоксидных смол

Полиэтиленполиамин (ПЭПА) - жидкость от светложёлтого до тёмнокоричневого цвета с сильным запахом нашатыря. Широко используемый отвердитель холодного отверждения . Применяется при температуре окружающей среды не ниже + 100С, гигроскопичен. При  более низких температурах резко снижается скорость отверждения, при попадании влаги в отвердитель процесс полимеризации смолы может не начаться совсем. Невысокие механические характеристики отверждённой смолы. Смешиваются со смолой в соотношении смола : отвердитель как 10(8):1. Время желатинизации смолы - 1,5 часа.

Аминофенольные отвердители АФ-2, АФ-22 - отвердители на основе модифицированных алифатических аминов. Жидкость тёмнокрасного или краснокоричневого цвета с сильным запахом нашатыря. Данные отвердители работают при более высокой влажности и низких температурах (до + 10С). Скорость отверждения выше: время желатинизации - 20-30 мин. Отверждённая смола имеет хорошие механические характеристики. Соотношении смола : отвердитель как 5:1.

В качестве отвердителей холодного отверждения может использоваться большое количество химических соединений:

  • амины (диэтилентриамин ДЭТА, тетраэтилентриамин ТЭТА, гексаметилендиамин);
  • полиамидные отвердители на основе низкомолекулярных полиамидов;
  • изоцианаты и имидазолы;

В качестве отвердителей горячего отверждения применяются:

  • фталевый ангидрид,
  • малеиновый ангидрид, 
  • дициандиамид,
  • фенольные смолы и др.;

Отвердители горячего отверждения придают отверждённой композиции более высокие механические характеристики, повышенную термостойкость.

В качестве пластификатора эпоксидных смол применяется дибутилфталат ДБФ (нейтральный пластификатор, не участвует в процессе полимеризации)  - прозрачная светлая маслянистая жидкость со слабым запахом. Количество добавляемого пластификатора - 10-20% от объёма композиции в зависимости  от требований пластичности отверждённой смолы. Однако следует учитывать, что увеличение содержания ДБФ с 10 до 20 % приводит к ухудшению механических характеристик (снижение разрушаюшего напряжения при сдвиге на 25%), поэтому, если требуются высокие механические характеристики отверждённой смолы, морозостойкость, стойкость к резкому перепаду температур, необходимо в качестве пластификаторов применять пластичные алифатические эпоксидные смолы ДЭГ-1, ДЭГ-19, ТЭГ-1 и др., иначе называемые лапроксидами.
Эти смолы полностью полимеризуются в процессе отверждения, смешиваются с эпоксидно-диановыми смолами в любых пропорциях, отверждаются теми же отвердителями. 

Стеклоткань и стеклорогожа

  • Стеклоткань и стеклорогожа представляют собой сотканные из стекловолокна тканые материалы.op1
  • Стеклоткань и стеклорогожа применяются для изготовления изделий из стеклопластика с повышенными физико-механическими свойствами.
  • Стеклоткань и стеклорогожа характеризуются расположением стекловолокна в определенных направлениях, поэтому в этих направлениях свойства стеклоткани и стеклорогожи усилены.
  • Различают мультиаксиальную стеклоткань, в которой стекловолокна могут быть направлены в 3-х и более направлениях.
  • Стеклоткань и стеклорогожа поставляется в рулонах.

Стеклоткань Parabeam

Parabeam 3D Glass fabric - стеклоткань, состоящая из двух сотканных из Е- стекловолокна пластин, связанных друг с другом вертикальным ворсом из стекловолокна в так называемую "сэндвич"-структуру. Стеклоткань поставляется толшиной 3-25 мм. При пропитке смолой стеклоткань Parabeam впитывает смолу, стекловолокно в ворсе укрепляется, стеклоткань увеличивается до заданной высоты. Полученный в результате этой одношаговой технологии легкий и прочный "сэндвич" из стеклоткани обладает превосходными механическими свойствами и широко применяется в авто- и судостроении, при производстве и ремонте цистерн для хранения агрессивных сред. Смотрите как использовать стеклоткань Parabeam 3D.

op2

Стеклоткань - условия хранения

Стеклоткань рекомендуется хранить в прохладном и сухом месте. Температура хранения стеклоткани не должна превышать 350 С, а относительная влажность при храении стеклоткани должна поддерживаться ниже 75%. Стеклоткань должна оставаться в своем упаковочном материале непосредственно до момента использования. Необходимо избегать повреждения упаковки стеклоткани при хранении. При попадании влаги в стеклоткань она становится непригодной для дальнейшего использования.

Стекломат рубленный

Стекломат состоит из рубленного на отрезки различной длины ровинга. Между собой отрезки в стекломате связаны с помощью специального клея. Стекломат различают по типу связующего отрезков рубленного ровинга и поверхностной плотности. Стекломат поставляется в рулонах.
Стекломат эмульсионносвязанный. Поверхностная плотность стекломата 300, 450, 600, 900 г/м2. Данный стекломат применяются при ручном формовании стеклопластика, при производстве стеклопластика напылением и по технологии закрытого формования
Стекломат порошковосвязанный. Поверхностная плотность стекломата 300, 450, 600 г/м2. Данный тип стекломата применяется при изготовлении сухих заготовок (преформ) для изготовления стеклопластика по технологии закрытого формования, изготовления светопрозрачного стеклопластика.

op3

Стекломат длинноволокнистый

U-PICA мат - нетканый стекломат из непрерывного полиэфирного волокна, содержащего в своей структуре микробаллоны. Применение данного стекломата позволяет сократить расход полиэфирной смолы, получить экономию в весе свыше 50%, уменьшить усадку и улучшить теплоизолирующие свойства изделия из стеклопластика, быстро набрать требуемую величину стеклопластика, улучшить физико-механические свойства стеклопластика.
Стекломат фирмы SPHERETEX
Стекломат и маты компании SPHERETEX предназначены для производства легких, жестких конструкций из стеклопластика. Области применения стекломата: судостроение, автомобилестроение, создание легких прочных конструкций.

Стекломат и маты Sphere.tex можно использовать вместе со следующими типами смол:

  • Полиэфирные смолы (ненасыщенные)
  • Эпоксидные смолы
  • Уретановые смолы
  • Феноловые смолы
  • Меламиновые смолы
  • Акриловые смолы

op4

Стекломат и мат - описание

  1. Мат sphere.core “SP” представляет собой нетканное полотно из нарубленных полиэфирных волокон с термопластичными микросферами. Толщина 1-5 мм. Потребление смолы: 600-650 г/м2
  2. Стекломат sphere.core “SВС” на основе стекловолокна с термопластичными микросферами с предварительным сжатием и стежковыми связями. Толщина 6, 8, 10 мм. Потребление смолы: 380-400 г/м2 на 1 мм толщины.

Стекломат имеет следующие особенности:

  • Стекломат и маты sphere.core состоят из рубленных волокон, которые связанны эмульсионным связующим. Под воздействием стирола, который находится в полиэфирной смоле, связующее растворяется и стекломат или мат легко укладывается на поверхности с малыми радиусами кривизны.
  • Стекломат sphere.core “SВС” состоит из стекловолокон, а следовательно имеет более высокие физико-механические свойства, чем мат на основе полиэфирного волокна.
  • Стекломат sphere.core “SВС” при производстве механически сжимается и простегивается вертикальными связями. Благодаря этому свободное пространство между микросферами в стекломате значительно уменьшается, что позволяет получить смолопоглощение в стекломате 380-400 г/м2.
  • Стекломат sphere.core “SВС” позволяет за одну операцию получать сэндвич толщиной до 10 мм .

Стекломат - применение

При работе с стекломатом и матом sphere.core используются те же инструменты, что и при работе стекломатами и стеклотканями. В связи с тем, что стекломат или мат sphere.core имеет большой объем, предпочтительней первым слоем нанести 40-50 % смолы, требуемой на нижней стороне. Это можно сделать двумя путями: либо путем поворачивания стекломата sphere.core вокруг, либо путем пропитывания материала внешней матрицы. Стекломат sphere.core необходимо пропитать до полного насыщения. Перенасыщение стекломата не допустимо. Для впитывания излишек смолы накладывается еще один слой стекломата sphere.core . После увлажнения смолой из стекломата необходимо удалить весь воздух с помощью валиков. На сложные углы, края или изгибы можно нанести стекломат без нажатия или видимого стыка с помощью пластификации sphere.core с увеличением давления на ролик для выдавливания воздуха или кисти. Стекломат sphere.core можно заново покрывать или делать стыки, независимо от толщины материала. Стыки или более тонкие области можно легко довести до требуемой толщины с помощью пластификации. Стекломат и мат sphere.core можно использовать только в качестве центрального материала совместно с внешним покрывающим слоем, армированного стекловолокном.

Стекломат и мат -форма поставки

  Единица 1 мм 2 мм 3 мм 4 мм 5 мм
Диаметр см/рулон 45 45 45 45 45
Ширина см/рулон

100

100 100 100 100
Количество м/рулон 100 70 50 40 35
Вес гр/м2 70 80 95 130 140
Толщина мм 0,9-1,2 1,8-2,2 2,7-3,3 3,6-4,4 4,6-5,5

Стекломат и мат - механические свойства

Структура ламината

Технические параметры различного типа ламината.

А

B

C

D

E

Мат 450 (9 слоев)

SPC 5

VL 40

Мат 450

WR 330

   

SPC 5

Мат 450

Мат 225

   

SPC 5

SPC 5

SPC 2

Мат  : CSM - Мат

   

VL 40

Мат 450

VL 40

  1. SPC  : sphere.core SP ( Полиэфир )
     

Мат 450

SPC 2

  1. VL  : Стеклоткань
       

Мат 300

  1. WR  : Крученный ровинг
       

Мат 330

Толщина (мм)

9,00

5,40

10,70

8,95

6,30

Впитываемость смолы (гр/м 2 )

8550

3140

6750

7150

4765

Вес (гр/м 2 )

12650

3280

7130

9080

6150

Спец. вес DIN 53479 (гр/м 3 )

1,410

0,607

0,666

1,015

0,976

Предел прочности при изгибе EN 63 (мПа)

200

9,50

25,50

167

214

Модуль прочности при изгибе (мПа)

8000

1100

2950

5200

10120

Предел прочности при изгибе

 

 

Продольный EN 61 (мПа)

90

4,30

10,70

45,30

61,40

Предел прочности при изгибе

90

4,30

10,70

45,30

65,30

Крест-накрест EN 61 (мПа)

 

 

>Пропитываемость водой DIN 53495 (%)

0,200

0,235

0,180

0,145

0,132

Данные по сухому стекломату sphere.core и пропитанному ненасыщенной смолой

  1мм 2мм 3мм 4мм 5мм
Вес сухого материала гр/м2  70 80 95  140  130 
Вес мокрого материала гр/м2 695  1340  1985  2650  3280 

Стекломат - условия хранения

Если не указано иное, стекломат рекомендуется хранить в прохладном и сухом месте. Температура не должна превышать 350 С, а относительная влажность должна поддерживаться ниже 75%. Стекломат должен оставаться в своем упаковочном материале непосредственно до момента использования. Необходимо избегать повреждения упаковочного материала стекломата при хранении. При попадании влаги в стекломат он становится непригодным для дальнейшего использования.

Ровинг

Ровинг представляет собой жгут из нитей непрерывного стекловолокна. Ровинг различается плотностью - количеством нитей стекловолокна в жгуте. Ровинги имеют обозначение "tex": вес 1 км ровинга в граммах. Ровинг поставляется в бобинах, герметично упакованных в пленку.
Ровинг используется для производства стеклотканей, стекломатов, а также непосредственно для изготовления стеклопластиковых изделий. При изготовлении изделий ровинг пропитывается связующим - каиализированной полиэфирной смолой.
Ровинг рассыпающийся
Ровинг имеет линейную плотность 2400 tex. Данный ровинг применяется при изготовлении стеклопластика напылением.

op5

Ровинг прямой
Данный ровинг применяется для изготовления изделий из стеклопластика методом намотки и пултрузии.

op6

Ровинг - условия хранения
Ровинг рекомендуется хранить в прохладном и сухом месте. Температура не должна превышать 350 С, а относительная влажность должна поддерживаться ниже 75%.
Ровинг должен оставаться упакованным непосредственно до момента использования. Необходимо избегать повреждения упаковки ровинга при хранении. При попадании влаги в ровинг он становится непригодным для дальнейшего использования.

Стеклоткани конструкционные ГОСТ 19170-2001

Марка ткани

Толщина,мм

Поверхностная

плотность,

г/м 2

Плотность ткани, нить/см

Разрывная нагрузка, Н /кгс

Ширина, см

Вид переплетения

Длина ткани в рулоне, м

 

основа

уток

основа

уток

 

 

 

Т-11/1-41

-

360-380

22+1

11±1

/270

/110

80,92,100

Сатин

50-160

Т-11

0,28

370-400

22+1

13±1

2744/280

1568/160

92,100

Сатин

50-160

Т-13

0,27±0,03

295-300

16+1

10±1

1960/200

1274/130

80,92,100

Полотняное

50-160

Ткань углеродная

Марка

ткани

Плотность,

г/м 2

Толщина

монослоя

углепластика,

мм

Предел прочности при

растяжении,

ГПа

Предел

прочности

при сжатии,

ГПа

Плетение

 

основа

уток

основа

уток

 

УТ-900-2,5

240±30

0,23

0,59

0,59

0,59

0,59

саржевое

УТ-900-3,0

300±30

0,23

0,59

0,59

0,59

0,59

саржевое

Углеткань не горюча, не токсична. Температура воспламенения выше 1000 0С.
Применяется для высокотемпературной мягкой теплоизоляции, в качестве инертного наполнителя для армированного стеклопластика с высокими механическими характеристиками.

Пенополиуретан

- вспененный полиуретан. Пенополиуретан представляет собой пористую ячеистую структуру. Различают жесткий пенополиуретан с большим содержанием закрытых ячеек, заполненных газом СО2, и эластичный пенополиуретан, имеющий открыто ячеистую структуру. Плотность и тип пенополиуретана может варьироваться в широких пределах в зависимости от исходных компонентов: от 30 до 300 кг/м3 и более. Для сэндвич-панелей, заливки полостей, теплоизоляции обычно используется жесткий пенополиуретан с плотностью 30-50 кг/м3. Эластичные пенополиуретаны в быту - поролон, детали интерьера автомобилей, подошвы для обуви и т.д. Вспенивание полиуретана происходит в процессе напыления или заливки, для этого в исходные компоненты для получения пенополиуретана вводятся специальные вспенивающие агенты и/или используются специальные вспенивающие насадки или пистолеты. Заливка полостей пенополиуретаном и напыление пенополиуретана на большие поверхности происходит с использованием специального оборудования.

Технологии изготовления стеклопластиков

Ручное формование

Благодаря незначительным капиталовложениям, изготовление стеклопластика по технологии контактного формования находит широкое применение при изготовлении изделий из стеклопластика единичными экземплярами и малыми партиями. 

Суть метода изготовления стеклопластика контактным формованием состоит в следующем: на подготовленную определённым способом оснастку (матрицу) наносится защитно-декоративный слой - гелькоут. Методика нанесения гелькоута - вручную кистью или распылителем для гелькоута GS-120. Гелькоут формирует наружную поверхность будущего изделия из стеклопластика. Гелькоуты имеют широкую палитру цветов, поэтому внешний вид изделия из стеклопластика может иметь практически любой цвет. Кроме того, гелькоут предохраняет изделие из стеклопластика от пагубного влияния ультрафиолета, химически активных сред, воздействия воды. 

После высыхания гелькоута происходит изготовление стеклопластика (формовка изделия из стеклопластика). Вначале в матрицу укладывается предварительно раскроенный стеклянный материал: стеклоткань, стекломат или другой тип армирующего наполнителя, выбор которого зависит от требований, предъявляемых к изделию из стеклопластика. Затем, при помощи мягкого валика или кисти, стекломат или стеклоткань пропитывается связующим - смесью полиэфирная смола и отвердитель. В общепринятом смысле, стеклопластик - это композитный материал, состоящий из следующей смеси: полиэфирная смола, отвердитель, стеклоткань или стекломат. 

Последний этап - прикатка еще не отвержденного стеклопластика (ламината) жестким валиком для удаления пузырьков воздуха из него. После отверждения стеклопластика, готовое изделие из стеклопластика извлекается из формы и подвергается механообработке: обрезка облоя - излишков стеклопластика или отвержденной полиэфирной смолы по краям изделия; высверливание отверстий и т. д. 

К преимуществам ручного изготовления стеклопластика можно отнести:

  • Относительно небольшая стоимость оснастки для изготовления стеклопластика.
  • Незначительная стоимость оборудования для изготовления стеклопластика (распылитель, валики, кисти).
  • Недостатки метода:
  • Значительное количество ручного труда при изготовлении изделия из стеклопластика.
  • Предварительный раскрой стеклоткани, стекломата или другого стеклянного материала.
  • Предварительная подготовка смеси полиэфирная смола - отвердитель.
  • Качество конечного изделия из стеклопластика зависит от мастерства исполнителя.
  • Относительно большое время изготовления изделия из стеклопластика.
  • Низкая скорость оборачиваемости оснастки.
  • Большое количество отходов: полиэфирная смола на стенках емкости для смешивания, валиках, кистях; обрезки стеклоткани или стекломата при раскрое, обрезки облоя и т.д.

Напыление

Технология производства стеклопластика напылением получила распространение при мелко и среднесерийном производстве изделий из стеклопластика, а также при производстве крупных изделий из стеклопластика, таких как корпуса катеров, лодок, яхт, кабины автотранспорта, железнодорожных вагонов и т.д. 

Несмотря на то, что в данном случае подразумеваются определённые затраты на закупку специализированного оборудования для производства стеклопластика, технология производства стеклопластика напылением имеет ряд преимуществ перед технологией производства стеклопластика ручным формованием. 

Нанесение гелькоута и стеклопластика осуществляется с помощью специального оборудования фирмы Glas-Craft. Гелькоут: G2 или INDy GEL, стеклопластик: LPA Spray Up или INDy Chopper System. При этом отпадает необходимость в предварительном раскрое стеклоткани или стекломата и приготовлении смеси полиэфирная смола - отвердитель, резко сокращается доля ручного труда при производстве изделия из стеклопластика. 

Оборудование для производства стеклопластика напылением автоматически осуществляет жёсткую дозацию полиэфирной смолы и отвердителя, рубку ровинга (жгут из нитей непрерывного стекловолокна) на части заданных размеров (чопсы, длина 0,8 - 5 см). При таком производстве стеклопластика отсутствуют отходы полиэфирной смолы, характерные для приготовления смеси полиэфирная смола - отвердитель вручную. После рубки части стекловолокна попадают в струю полиэфирной смолы из распылительного пистолета и пропитываются ею во время переноса на матрицу. На долю ручного труда остаётся уплотнение стеклопластика в матрице прикаточным валиком. 

Преимущества технологии производства стеклопластика напылением:

  • Не требуется раскрой стекломата и подготовка смеси полиэфирная смола - отвердитель, что позволяет экономить время, полезные площади, работу персонала.
  • Существенно сокращаются производственные площади из-за снижения числа специально оборудованных мест для производства стеклопластика.
  • Увеличивается скорость производства изделия из стеклопластика.
  • Упрощается контроль над качеством изделий из стеклопластика.
  • Экономится фонд заработной платы при производстве стеклопластика.
  • Снижается себестоимость конечного изделия из стеклопластика, так как стеклянный ровинг - наиболее дешевый материал из стекла.
  • Существенно снижается количество отходов - Вы используете ровно столько полиэфирной смолы и стекла, сколько нужно для производства изделия из стеклопластика.
  • Качество конечного изделия из стеклопластика в основном зависит от мастерства оператора установки по производству стеклопластика напылением. 

Оснастка при производстве стеклопластика напылением используется та же, что и при производстве стеклопластика ручным формованием. Практика показала, что производители стеклопластика выбирают технологию производства стеклопластика напылением после освоения ручного производства стеклопластика и расширения стеклопластикового производства. 

Намотка

Технология намотки применяется при изготовлении из стеклопластика тел вращения: стеклопластиковых труб для нефтегазовой, химической промышленности, газоотводящих стеклопластиковых труб, стеклопластиковых цистерн для хранения и транспортировки химически активных продуктов, воды, горюче смазочных материалов. 

Полученные при намотке стеклопластиковые трубы и емкости имеют ряд преимуществ перед аналогичными изделиями из традиционных материалов. 

В первую очередь это:

  • высокая прочность при малом собственном весе, что значительно снижает издержки по транспортировке, погрузочно-разгрузочным операциям и монтажным работам
  • высокая надёжность в эксплуатации при t° от - 40 °C до + 50 °C
  • высокая атмосферостойкость, химостойкость, неподверженность коррозии и гниению
  • фланцевое или муфтовое соединение, что исключает затраты на сварочные работы при монтаже.

Оборудование для изготовления стеклопластиковых труб, емкостей и других тел вращения по технологии намотки состоит из следующих составляющих:

  • секция подачи стеклянного ровинга,
  • установка для приготовления связующего: смесь полиэфирная смола - катализатор или другой тип связующего*
  • ванна с связующим - катализированной полиэфирной смолой или другим типом смолы, через которую проходят и смачиваются нити ровинга,
  • секция намотки с валами вращения, размер которых определяет диаметр конечного изделия из стеклопластика,
  • органы управления оборудованием для намотки.

*Примечание: для приготовления связующего из любого типа смол (полиэфирная смола, винилэфирная смола, фенольная смола, эпоксидная смола) может использоваться оборудование для изготовления стеклопластика по технологии инжекции смолы в закрытую матрицу. 

Стоимость оснастки и оборудования намотки для изготовления стеклопластиковых труб, резервуаров и других емкостей значительно зависит от метода намотки и диаметра изготавливаемого изделия из стеклопластика. 

op7

biopur1

Расчет расстояний

Курсы валют ЦБ РФ
Дата:00:0000:00
Курс доллара0.000.00
Курс евро0.000.00
Курс фунта0.000.00

Москва, Московская обл., Кировская обл., Нижегородская обл., Оренбургская обл. , Пензенская обл., Самарская обл., Саратовская обл., Ульяновская области обл., Респ. Башкортостан, Респ. Марий-Эл, Респ. Чувашия, Респ. Мордовия, Респ. Татарстан, Респ. Удмуртия, Пермский край