стеклопластик что это за материал

Стеклопластик

Стеклопла́стики — вид композиционных материалов — пластические материалы, состоящие из стекловолокнистого наполнителя (стеклянное волокно, волокно из кварца и др.) и связующего вещества (термореактивные и термопластичные полимеры).

Содержание

Основные сведения

Стеклопластики — материалы с малым удельным весом и заданными свойствами, имеющие широкий спектр применения. Стеклопластики обладают очень низкой теплопроводностью (примерно, как у дерева), прочностью как у стали, биологической стойкостью, влагостойкостью и атмосферостойкостью полимеров, не обладая недостатками, присущими термопластам.

Стеклопластики уступают стали по абсолютным значениям предела прочности, но в 3,5 раза легче её и превосходят сталь по удельной прочности. При изготовлении равнопрочных конструкций из стали и стеклопластика, стеклопластиковая конструкция будет в несколько раз легче. Коэффициент линейного расширения стеклокомпозита близок к стеклу (составляет 11-13‧10⁶ 1/°С), что делает его наиболее подходящим материалом для светопроницаемых конструкций. Плотность стеклопластика, полученного путем прессования или намотки, составляет 1,8-2,0 г/см³.

До недавнего времени стеклопластики использовались преимущественно в самолётостроении, кораблестроении и космической технике. Широкое применение стеклопластиков сдерживалось, в основном, из-за отсутствия промышленной технологии, которая позволила бы наладить массовый выпуск профилей сложной конфигурации с требуемой точностью размеров. Эта задача успешно решена с созданием пултрузионной технологии. Существуют достаточно много методов, позволяющих массово производить стеклопластиковые изделия различной конфигурации, необязательно профили — например, RTM, вакуумная формовка. [источник не указан 1214 дней]

Стеклопластики являются одним из самых доступных и недорогих композиционных материалов. Основные затраты при производстве изделий из стеклопластика приходятся на технологическое оборудование и рабочую силу, затраты на которую велики за счет трудоемкости и больших временных затрат на производство. Соответственно, на данный момент изделия из стеклопластика проигрывают по цене изделиям из металла из-за трудоёмкого и длительного процесса выклейки стеклопластиковых деталей, что вызывает большие затруднения при массовом производстве. Наиболее выгодно использование стеклопластика при мелкосерийном производстве. Крупносерийное производство становится более выгодным при использовании вакуумного формования. Также выгодным может быть и контактное формование, в случае если цена рабочей силы невелика. [источник не указан 1214 дней]

Применение

Из стеклопластиков производят следующие изделия: оконные и другие профили, бассейны, купели, водные аттракционы, водные велосипеды, лодки, каноэ, рыболовные удилища, таксофонные кабины, кузовные панели и обвесы для грузовых и легковых автомобилей, электронепроводящие лестницы и штанги для работ в опасной близости от конструкций под напряжением.

Очень удобно, что стеклопластик можно производить любой формы, цвета и толщины.

Стеклопластик — один из наиболее широко применяемых видов композиционных материалов. Из стеклопластиков в частности изготавливают трубы, выдерживающие большое гидравлическое давление и не подвергающиеся коррозии, корпуса ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ), лодки, корпуса маломерных судов и многое другое. В США начало широкого применения конструкционных стеклопластиков было инициировано осуществлением программы «Поларис» во второй половине 1950-х годов — программы создания первой твердотопливной ракеты ВМФ США для подводного старта.

Трубы и трубчатые конструкции получают намоткой пропитанного связующим (смола + отвердитель + модифицирующие добавки) стекловолокна, на вращающуюся оправку (чаще всего стальную) с последующим отверждением и распрессовкой (снятием намотанной трубы со стальной оправки). Если диаметр трубы большой, то технически и экономически целесообразно использовать стеклопластиковую оправку.

Стойкость к действию химикатов и эксплуатационные показатели стеклопластика продемонстрированы за прошедшие 60 лет успешным использованием разнообразных изделий из композитов в сотнях различных химических сред. Практический опыт был дополнен систематической оценкой соединений, подвергнутых большому количеству химических сред в лабораторных условиях.

Стеклопластиковые корпуса моделей судов, самолётов, машин и т. п. можно вручную изготавливать из эпоксидного клея и стеклоткани в условиях кружка или детской мастерской, что довольно часто практикуется в домах детского творчества.

Изделия

Изделия из химически стойкого стеклопластика

Изделия из рулонного стеклопластика РСТ

Рулонные стеклопластики РСТ применяются для устройства верхнего слоя при изоляции различных трубопроводов. При устройстве такой изоляции непосредственно на трубу накладывается теплоизоляция из минеральной ваты или подобного материала и закрепляется вязальной проволокой. Так как минеральная вата при намокании теряет свои теплоизоляционные свойства (заметно увеличивается теплопроводность), её необходимо защитить от агрессивного воздействия окружающей среды. Для этой цели и используются рулонные стеклопластики РСТ. Они представляют собой стеклоткань пропитанную различными лаками и смолами.

Источник

Стеклопластик

Свойства и характеристики стеклопластика

Композитные материалы, состоящие из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего, называются стеклопластиками.

Формы для лодок из стеклопластика

Изделия из стеклопластика могут быть любой формы, цвета и толщины: оконные профили, бассейны, купели, водные аттракционы и прочие гидросооружения, велосипеды, лодки, каноэ, рыболовные удилища, таксофонные кабины, кузовные панели для автомобилей и многое-многое другое.

Производство кабины фургона из стеклопластика (наш клиент компания MAB Food Trucks)

Характеристики стеклопластика

Стеклопластик обладает многими очень ценными свойствами, дающими ему право называться одним из материалов будущего:

Стеклопластики являются прекрасными электроизоляционными материалам при использовании как переменного, так и постоянного тока.

Стеклопластики как диэлектрики совершенно не подвергаются электрохимической коррозии. Существует целый ряд смол, позволяющие получить стеклопластики стойкие к различным агрессивным средам, в том числе и к воздействию концентрированных кислот и щелочей.

Стеклопластики при изготовлении хорошо окрашиваются в любой цвет и при использовании стойких красителей могут сохранять его неограниченно долго. Прозрачность. На основе некоторых марок светопрозрачных смол можно изготовить стеклопластики, по оптическим свойствам немногим уступающим стеклу.

Стеклопластик относится к материалам с низкой теплопроводностью. Кроме того, можно значительно повысить теплоизоляционные свойства путем изготовления стеклопластиковой конструкции типа “сэндвич”, используя между слоями стеклопластика пористые материалы, например пенопласт. Благодаря своей низкой теплопроводности, стеклопластиковые сэндвичевые конструкции с успехом применяются в качестве теплоизоляционных материалов в промышленном строительстве, в судостроении, в вагоностроении и т.д.

Существует много способов изготовления стеклопластиковых изделий, большинство из которых требует минимальных вложений в оборудование. Например, для ручного формования потребуются только матрица и небольшой набор ручных инструментов (прикаточные валики, кисти, мерные сосуды и т.д.). Матрица может быть изготовлена практически из любого материала, начиная с дерева и заканчивая металлом. В настоящие время широкое распространение получили стеклопластиковые матрицы, которые имеют сравнительно небольшую стоимость и длительный срок службы.

Дополнительная информация по стеклопластикам:

Источник

Стеклопластик, строение и область применения стеклопластика

Эволюция технологий идёт по пути универсализации материалов. Все большее распространение получают пластики и композиты, они с одинаковым успехом используются в самых разных сферах деятельности и конструкциях.

К таким универсалам, несомненно, относится стеклопластик, который без натяжки можно назвать материалом будущего. Он сочетает в себе достоинства нескольких ценных материалов: легкость и стойкость к коррозиям пластмассы, низкую теплопроводность древесины, прочность стали.

Строение стеклопластика

Стеклопластик – это композит, который состоит из армирующего наполнителя и связующего вещества. В качестве наполнителя выступают стеклянные нити, волокна, ткани. Эти материалы создают каркас и отвечают за основные механические свойства стеклопластика (прочность, сопротивление разрыву и изгибу).

Роль связующего элемента играют разнообразные полиэфирные и эпоксидные смолы, поликарбонаты и полиамиды, наделяющие композитный материал полезными эксплуатационными качествами (упругость, диэлектричность, антикоррозионная стойкость, пониженная теплопроводность и др.). Благодаря подобному строению стеклопластик обладает исключительным сочетанием достоинств.

Достоинства стеклопластика

Преимущества малого удельного веса особенно наглядно демонстрируется в транспортной отрасли, где снижение общей массы конструкции ведет к значительной экономии энергии (дорогого топлива), затрачиваемой на передвижение.

Области применения стеклопластика

Столь универсальные достоинства, собранные в одном материале, конечно, находят широкое применение в самых разных сферах человеческой деятельности. Благодаря малому весу, способности выдерживать постоянные вибрации и резкие температурные перепады стеклопластик широко используется в космической технике и авиации. Композитные детали стремительно заменяют более тяжелые материалы. Создаются целые самолеты из стеклопластика, которые значительно легче своих металлических собратьев, а значит, экономичнее и маневренней их.

Сферы применения стеклопластика и изделия, в изготовлении которых этот материал играет важнейшую роль, сложно перечислить. Это ёмкости для транспортировки агрессивных жидкостей и безопасные диэлектрические лестницы. Сооружение мостов и туннелей, долговечных трубопроводов и дорог. Строительство автомобилей, поездов и кораблей. Изготовление строительных, изоляционных и теплозащитных материалов. Спортивный инвентарь и товары широкого потребления.

Помимо промышленного, серийного производства, композит можно без труда применять в домашних условиях для изготовления единичной продукции. Достаточно приобрести наборы с необходимыми исходными материалами и подробной инструкцией, которая пошагово рассказывает, как сделать матрицу (форму) будущего изделия, как работать с композитом.

Имея требуемые знания и материалы, технически грамотный человек способен изготавливать такие довольно сложные изделия, как самодельные лодки из стеклопластика, бамперы для автомобилей, декоративную лепнину и многое другое.

Источник

Стеклопластик своими руками

Статья рассказывает о том, какими свойствами обладает стеклопластик и насколько он применим в строительстве и в быту. Вы узнаете, какие компоненты нужны для изготовления этого материала и их стоимость. В статье приведены пошаговые видео и рекомендации к применению стеклопластика.

С момента открытия эффекта быстрого окаменения эпоксидной смолы под действием кислотного катализатора стеклопластик и его производные стали активно внедрять в бытовые изделия и детали машин. На практике он заменяет или дополняет исчерпаемые природные ресурсы — металл и дерево.

Что такое стеклопластик

Принцип действия, заложенный в основу прочности стеклопластика, аналогичен железобетону, а по виду и структуре ближе всего к армированным слоям современной «мокрой» отделки фасадов. Как правило, вяжущее — композитный, гипсовый или цементный раствор — имеет свойство ссыхаться и трескаться, не удерживая нагрузку, а иногда даже не сохраняя целостности слоя. Чтобы этого избежать, в слой внедряют армирующий компонент — стержни, сетки или холст.

В результате получается уравновешенный слой — вяжущее (в высохшем или полимеризованном виде) работает на сжатие, а армирующий компонент работает на растяжение. Из таких слоёв на основе стекловолокна и эпоксидной смолы можно создать объёмные изделия, либо дополнительные усиливающие и защитные элементы.

Компоненты стеклопластика

Армирующий компонент*. Для изготовления бытовых и вспомогательных строительных элементов обычно используется три типа армировочного материала:

* Описанные виды армировки применяются и для других работ, но в паспорте изделия обычно указывается их совместимость с эпоксидной смолой.

Таблица. Цены на стеклоткань (на примере продукции компании «Интеркомпозит»)

Вяжущее. Это и есть эпоксидный раствор — смола, смешанная с отвердителем. По отдельности компоненты могут храниться годами, но в смешанном виде состав твердеет от 1 до 30 мин, в зависимости от количества отвердителя — чем его больше, тем быстрее твердеет слой.

Таблица. Наиболее распространённые марки смолы

Дополнительным химическим компонентом можно назвать смазку, которую иногда наносят для того, чтобы защитить поверхности от проникновения эпоксида (для смазывания форм).

В большинстве случаев баланс компонентов мастер изучает и подбирает самостоятельно.

Как применить стеклопластик в быту и в строительстве

В частном порядке этот материал чаще всего применяется в трёх случаях:

Ремонт стержней из стеклопластика

Для этого потребуется рукав из стеклоткани и высокопрочная марка смолы (ЭД-20 или аналог). Технически процесс подробно описан в этой статье. Стоит отметить, что углеволокно значительно прочнее стекловолокна, а значит, второе не подойдёт для ремонта ударного инструмента (молотков, топоров, лопат). При этом из стеклопластика вполне можно изготовить новую ручку или рукоятку для инвентаря, например, крыло мотоблока.

Полезный совет. Стеклопластиком можно усовершенствовать свой инструмент. Оберните пропитанным волокном рукоять рабочего молотка, топора, отвертки, пилы и сожмите в руке через 15 минут. Слой идеально примет форму вашей руки, что заметно отразится на удобстве в работе.

Ремонт инвентаря

Герметичность и химическая стойкость стеклопластика позволяют ремонтировать и герметизировать следующие изделия из пластика:

Ремонт при помощи стеклопластика — пошаговое видео

У «самодельного» стеклопластика есть одно незаменимое свойство — он точно обрабатывается и хорошо держит жёсткость. Это значит, что из холста и смолы можно восстановить безнадёжно испорченную пластиковую деталь, либо изготовить новую.

Усиление строительных конструкций

Стеклопластик в жидком виде имеет прекрасную адгезию к пористым материалам. Иными словами, он хорошо сцепляется с бетоном и деревом. Этот эффект можно реализовать при монтаже деревянных перемычек. Доска, на которую нанесён жидкий стеклопластик, приобретает дополнительно 60–70% прочности, а значит, для перемычки или перекладины можно использовать доску вдвое тоньше. Если усилить этим материалом дверную коробку, она станет более устойчивой к нагрузкам и перекосам.

Герметизация

Ещё один способ применения — герметизация стационарных ёмкостей. Резервуары, каменные цистерны, бассейны, покрытые изнутри стеклопластиком, приобретают все положительные свойства пластиковой посуды:

При этом создание такого покрытия обойдётся около 25 у. е. за 1 кв. м. О прочности изделий красноречиво говорят реальные испытания продукции одного из частных мини-заводов.

На видео — испытания стеклопластика

Особо стоит отметить возможность починки кровли. Правильно подобранным и нанесённым эпоксидным составом можно отремонтировать шифер или черепицу. С его помощью можно моделировать сложные светопрозрачные конструкции из оргстекла и поликарбоната — навесы, уличные светильники, скамейки, стенки и многое другое.

Как мы выяснили, стеклопластик становится простым и понятным ремонтно-строительным материалом, который удобно применять в быту. При развитом навыке из него можно создавать интересные изделия прямо в собственной мастерской.

Источник

Стеклопластик что это за материал

Его основные свойства: высокая прочность, относительно малый удельный вес, многообразие создаваемых форм. Кроме того, в некоторых случаях играют заметную роль и такие свойства как радиопрозрачнось, отсутствие электропроводности, декоративные свойства.

И еще одна важная особенность: производство стеклопластиковых изделий относительно легко запустить. Такое вспомогательное производство может не только значительно снизить себестоимость строительных работ, но и стать отдельной статьёй дохода.

Думаю, что опытные строители, прочитав заголовок статьи «Стеклопластик в строительстве», сразу же зададут вопрос «в строительстве чего?». Так что давайте определим некоторые области строительства, где стеклопластиковые изделия в самом деле хороши. Я постарался дать побольше фото-примеров.

Стеклопластик в частном и малоэтажном строительстве

Весьма заметным изделием в этой области стала стеклопластиковая арматура. Стоит отметить, что этот продукт современной промышленности как нельзя лучше подходит для таких работ как армирование фундаментов и стен. Это значительно упрощает работу в силу легкости такой арматуры и приносит солидную экономию в силу своей прочности.

Заливка фундамента с применением стеклопластиковой арматуры

Малоэтажное строительство в последнее время является не столько индивидуальным, сколько «поселковым», т. е. строительные компании отстраивают сразу целый поселок. И вот здесь строительные компании могут получить существенную статью экономии и прибыли при использовании или собственном изготовлении стеклопластиковых изделий.

Например, дачный поселок должен быть снабжен канализационной системой. Эти системы по-разному проектируются, однако в любом случае эта система будет включать в себя несколько емкостей, которые чаще всего изготавливаются из стеклопластика.

Большинству владельцев загородных коттеджей наверняка известны такие понятия как септик, канализационная насосная станция, ливневая насосная станция, система аэробной очистки.

Ливневая канализация

Установка стеклопластикового септика

Всё это примеры емкостных систем, корпуса к которым изготавливают из стеклопластика. Этот материал удивительно прочен, что позволяет изготовить емкость с достаточно тонкими стенками и добиться невысокого веса. Добавьте сюда коррозионную стойкость и относительно невысокую цену — и выбор очевиден.

Кстати, цена может стать еще выгоднее, если строительная компания сама станет изготавливать стеклопластиковые корпуса канализационных емкостей, ведь разница между производственным затратами и продажной ценой на российском рынке может составлять 2-5 раз

Дело в том, что стеклопластик — это тот материал, который создаётся вместе с изделием, т. е. форма его зависит от формы той основы, на которой происходит его изготовление. Это даёт возможность дизайнерам вволю проявить свою фантазию: стены самых причудливых форм, балки под старину, садовые скульптуры, всевозможные горки для ландшафтного дизайна — всё это и многое другое доступно стеклопластику. При этом вся это красота долгие годы будет радовать владельцев — стеклопластик весьма устойчив к атмосферным воздействиям.

Декоративная стеклопластиковая балка

Декоративная стеклопластиковая панель

Стеклопластиковый водопад для ландшафтного дизайна

Стеклопластик в высотном домостроении

Для высотного домостроения у стеклопластика тоже есть определенные решения. Представьте, что Вам нужно изготовить объёмный, сложной формы декоративный элемент для фасада здания. Он же должен обладать достаточной прочностью и упругостью, чтобы выдерживать ветровые нагрузки, а также он должен быть довольно-таки легким, чтобы его было просто установить. На фото вы видите как раз такой элемент, установленный сверху переднего фасада жилого комплекса, строящегося на пересечении улиц Наличной и Нахимова в Санкт-Петербурге:

Для изготовления множества трехмерных неплоских элементов декора фасадов стеклопластик подойдет наилучшим образом. Малый удельный вес его позволяет с легкостью крепить его к вертикальным стенам зданий. Примеры этого можно увидеть также в С.-Петербурге на фасаде дома № 16 корп.1 на Малоохтинском проспекте и дома 12 «А» по ул. Смоленской:

Стеклопластиковый декор дома по адресу Санкт-Петербург, Малоохтинский пр-кт, д. 16 корп. 1

Элементы стеклопластиковой лепнины над окнами дома по адресу: Санкт-Петербург, ул. Смоленская, д. 12а

Строительство и благоустройство дорог. Мостостроение

Для дорожного строительства и благоустройства стеклопластик предоставляет также немало возможностей, позволяя заменить собой часть металлических изделий и таким образом оптимизировать затраты на строительство и более рационально использовать металл.

В качестве первого примера хотелось бы упомянуть опять-таки стеклопластиковую арматуру. Этот продукт инновационной мысли уже давно применяется при строительстве дорог в Европе и Америке.

По прочностным характеристикам стеклопластиковая арматура превосходит металл, она легкая, а потому в совокупности строительные компании экономят на закупке арматуры, а также на ее доставке. Имея при равнопрочной замене удельный вес меньше металла в 9 раз, представьте, какая эта экономия на стоимости и сроке поставке. Дорожное полотно, армированнаяое стеклопластиковой арматурой становится неподверженным растрескиванию, а при соблюдении технологии строительства уходит и проблема колейности.

Вот краткий перечень применения стеклопластиковой арматуры:

Добавим, что использование полимерной арматуры в дорожном строительстве позволяет сократить расходы на постройку и укрепление новых дорог (благодаря более низкой стоимости и легкости ее перемещения, в том числе в бухтах и в виде готовой сетки), гарантирует их высокие эксплуатационные качества. Работать с такими видами материалов легко и приятно, а надежность и прочность композитных видов арматуры позволят строителям не волноваться за эксплуатационные качества любого дорожного покрытия и быть уверенными в долговечности результатов своего труда.

Еще одним типом профильного изделия являются собственно профили из стеклопластика — совершенно любой формы: от сортаментных до заказных. Стеклопластиковые балки являются прекрасным материалом для строительства мостов. В нашей стране есть компания «АпАТэК», неоднократно получавшая гран-при на крупнейшей международной композитной выставке ”JEC Composites” (Париж) за свои достижения в применении стеклопластика для дорожного и мостостроения. Так что нашей стране есть чем гордиться в этой передовой отрасли:

Пешеходный мост на платформе депо с применением стеклопластикового профиля

Средством, обеспечивающим безопасность, является также и стеклопластиковый столб — опоры освещения, светофоров, дорожных знаков:

Если Вы волею судьбы становились свидетелем аварии, где автомобиль врезался в опору освещения, металлическую или железобетонную, то могли видеть ту нелицеприятную картину с изуродованным авто, самой опоры и, к несчастью, травмированных пассажиров.

Всё дело в том, что столкновение с такой опорой происходит очень жестко. Энергия столкновения гасится корпусом автомобиля, так что он становится всмятку. А при достаточно сильном столкновении столб подминается и падает сверху на автомобиль.

Краш-тэсты, проведенные с опорами освещения, изготовленными из стеклопластика, показали, что энергия столкновения гасится самим столбом. Автомобиль сшибает столб, при этом тормозит, но остается с минимальными повреждениями. А самое главное, люди отделываются разве что испугом и парой царапин. Конечно, столб не подлежит восстановлению. Однако сам по себе он дешевле, легок по весу и прост в установке. Такой столб легко выдерживает ветровые нагрузки, он не подвержен коррозии, и может быть изготовлен в любом цветовом решении. Поэтому это тот уникальный случай, когда затраты на безопасность оказываются еще и статьей экономии.

Промышленное строительство

Для целей промышленного строительства стоит порекомендовать стеклопластиковые панели, плоские и гофрированные, изготовленные из стеклопластика. Они применяются в облицовке промышленных объектов. Такие панели могут быть окрашенными в различные цвета, а также светопразрачными. Панели производятся из трудногорючего стеклопластика, так что выдерживают нормы пожарного законодательства. Легкость, прочность, отсутствие коррозии — все это опять-таки те статьи краткосрочной и долгосрочной экономии, которые Вы получаете:

Отдлелка промышленного здания гофрированными стеклопластиковыми листами

Применение стеклопластика во всех ветках строительной отрасли столь многообразно, что этому можно с запросто посвятить целый номер журнала. В данной статье приведены достаточно очевидные и хорошо проработанные примеры. Однако осталось еще много изделий, которые могут быть применены.

Благодаря использованию стеклопластика в разных сферах, строительные компании могут добиться уменьшения сроков строительства, увеличения прочностных, большей безопасности, декоративных харкатеристик, порой недоступных другим материлам. Та значительная экономия, которую дает применение стеклопластиковых изделий, позволяет оптимизировать состав задействованных материалов.

Строителю не придется уже экономить на качестве металла там, где без металла не обойтись, и сможет применять более высокие его марки.
В итоге выходит, что глобальное применение стеклопластика в строительстве даст значительную экономию, поднимет спрос на металл высокого качества, оптимизирует выбор материалов, создаст большую безопасность и в целом поднимет качество объектов.

Спасибо за внимание!

И подписывайтесь на нашу рассылку, чтобы быть в курсе новых статей!

Источник