Композитная арматура что такое: Что такое композитная арматура?

Содержание

Композитная арматура

Использование этой арматуры вызывает в околостроительных кругах ожесточённые споры, наподобие того, что вокруг пенопласта: очень красочные, с эмоциями и пеной у рта, с манипуляциями всякими не имеющими отношения к теме цифрами и характеристиками. Признаться, я даже стал рассматривать эту арматуру, как реальную рабочую арматуру для своего фундамента! Меня остановила проблема армирования углов. Мой фундамент весьма «ажурный», так сказать, с очень малым сечением. Честно говоря, он столь миниатюрен, что не вписывается в минимальные требования к бетонным фундаментам. Я это понимал, когда его проектировал, и по этой причине мне жизненно важно было сделать армирование максимально правильно. Это накладывает известные требования на армирование углов, и именно этот аргумент остановил меня на выборе именно железной арматуры. Впоследствии я решил изучить вопрос композитной арматуры более подробно в целях личного развития и хочу отметить, что очень рад тому, что забетонировал железо.

Вопреки многочисленным заявлениям о том, что на композитную арматуру не существует ГОСТов — это не так, ГОСТ на неё существует, и зарегистрирован он ещё в 2012 году! Это межгосударственный стандарт, ГОСТ 21938-2011. И даже более того, композитная арматура внесена в свод правил СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» в виде отдельного приложения Л, в котором подробно описано как считать и что считать при проектировании бетонных элементов с использованием стеклопластиковой арматуры.

Композитная арматура — неметаллические стержни из стеклянных, базальтовых, углеродных или арамидных волокон, пропитанных термореактивным или термопластичным полимерным связующим и отверждённых. Арматуру, изготовленную из стеклянных волокон, принято называть стеклокомпозитной (АСК), из базальтовых волокон — базальтокомпозитной (АБК), из углеродных волокон — углекомпозитной (АУК), и бывает ещё арамидокомпозитная (ААК) и комбинированная композитная арматура (АКК). В целом же, сокращённо принято называть композитную арматуру АКП. Для сцепления с бетоном на поверхности АКП в процессе производства формируются специальные рёбра или наносится покрытие из песка. Номинальные диаметры выпускаемой арматуры бывают от 4 до 32 мм.

Благодаря своим физико-механическим характеристикам и техническим преимуществам композитная арматура может являться альтернативой арматуре из металла, как обладающую сочетанием высокой прочности и коррозионной стойкости. Самым существенным и признаваемым всеми отличием этого материала от стальной арматуры является более высокая стойкость к агрессивным средам. Этот факт позволяет широко использовать такую арматуру в дорожном строительстве для сооружения насыпей, устройства покрытий, для элементов дорог, которые подвергаются агрессивному воздействию противогололёдных реагентов, для смешанных элементов дорог. Также применяется для укрепления откосов дорог, для берегоукрепления, в общем везде, где возможен контакт арматуры с водой или иной агрессивной средой. Ещё одно неоспоримое достоинство такой арматуры — ещё малый вес! Она почти в 10 раз легче железной. Следующий козырь в рукаве этого материала — действительно высокий предел прочности при растяжении! Эта арматура может быть до 5 раз более прочная при растяжении, чем металл.

Для вдохновения предлагаю посмотреть вот такой видео-ролик

Стеклопластиковая арматура имеет и свои недостатки, которые порой выглядят, как преимущества:

Так, несмотря на высокую огнестойкость базальтового волокна, жаропрочность базальтовой арматуры не отличается от стеклопластиковой, так как полимерная матрица не в состоянии выдержать температуры выше 160°С. Следовательно, и бетонное изделие обладает меньшей огнестойкостью.
Ещё один минус, который обычно вписывается в плюсы, композитную арматуру нельзя согнуть с малым радиусом изгиба, а значит есть проблема при армировании углов и примыканий ленты фундаментов. Правда, промышленность выпускает отдельно согнутые элементы из стеклопластиковой арматуры (фото слева), однако это увеличивает номенклатуру требуемых на стройке материалов вдвое. И далеко не везде их можно купить. У нас в Бресте я таких ни разу не видел.
Опять свойство, которое вписывается обычно в плюсы, — электропроводность. Производители рекламируют это свойство, как «радиопрозрачность». Эм, ну по-моему, особенно для фундаментов, эта радиопрозрачность нужна разве что кротам. Это свойство вообще для частного застройщика не имеет никакого смысла. Хотя в случае с металлической арматурой можно делать выпуски арматуры из бетона например, для перевязки с другими ж/б конструкциями (плитами перекрытия). Выпуски можно сваривать электросваркой. Железную арматуру можно использовать для электропрогрева застывающего бетона (при наличии специального оборудования), можно использовать её свойства электропроводности для заземления. В производстве преднапряжённых ЖБИ железная арматура подвергается электротермическому напряжению — с композитной так уже не получится. Ну и сюда же можно отнести тот факт, что надёжно соединить сваркой возможно лишь металлическую арматуру.
При более высокой прочности АКП основным её плюсом считают возможность использования более тонкой арматуры. Это сомнительный плюс, поскольку с уменьшением диаметра прута пропорционально уменьшается и площадь контакта между арматурой и бетоном, уменьшая предел прочности сцепления с бетоном.

Некоторые утверждают, что в связи с тем, что АКП не боится коррозии, можно смело уменьшать толщину защитного слоя бетона и не бояться, что она где-то случайно выйдет из бетона. Но суть защитного слоя не только в защите арматуры, но и в том, чтобы максимально плотно обхватить арматуру бетоном. Если тонкий защитный слой бетона просто отколется или выкрошится, чем будет удерживаться довольно гладкая композитная арматура в толще бетона? Порой строители специально за несколько дней до укладки железной арматуры поливают её водой для того, чтобы придать шершавость, чем увеличивают и без того в два-три раза больший (по сравнению с АКП) предел прочности сцепления с бетоном.

Теперь давайте сравним АКП и стальную арматуру по цифрам:

Предел прочности при растяжении стальной арматуры класса А III …. 360 МПа;
Предел прочности при растяжении АКП из стекловолокна (АСК)………… от 800 до 1300 МПа;
Модуль упругости стальной арматуры ………………. 200 ГПа;
Модуль упругости АКП ……………………………………………. 50 ГПа;

Существует обновлённый свод правил по железобетону, в который уже включена композитная арматура. Там есть очень интересный пункт Л.2.3, в котором говорится: «При расчёте конструкций по предельным состояниям первой группы на действие постоянных и длительных нагрузок расчётное значение сопротивления растяжению АКП следует умножать на коэффициент γf снижения сопротивления растяжению, принимаемый для АСК γf=0,3; для АБК, ААК и АКК γf=0,4; для АУК γf=0,6. Это значит, что если мы планируем балку нагружать долговременной нагрузкой (например, опереть стену дома), то расчётное сопротивление стеклокомпозитной арматуры следует принимать не 800 МПа, а 800*0,3 = 240 МПа! Т.е. сопротивление растяжению АСК оказывается почти в двое хуже стальной арматуры класса А500!

Для достоверности, я приведу выдержку из соответствующего документа:

Итак, что мы можем получить из приведённого фрагмента, если проектируем конструкцию длительного использования в условиях эксплуатации — на открытом воздухе?

Самая популярная композитная арматура — стеклопластиковая — она же самая «слабая» из всех видов композитных арматур — имеет предел прочности 800 МПа. При длительной нагрузке её расчётный предел составит:

Rf = 800 * 0.3 = 240 МПа.

При использовании конструкции на открытом воздухе расчётный предел прочности ещё уменьшается:

Rf = 240 * 0.7 = 168 МПа.

Ну и делим полученную величину на коэффициент надёжности по материалу, принимаемый по расчёту по первой группе предельных состояний 1. 5:

Rf = 168 / 1.5 = 112 МПа.

Расчетное значение сопротивления АКП сжатию, согласно документу, следует принимать равным нулю. Т.е. в сжатой зоне бетона композитную арматуру вообще не применяют в принципе.

Для сравнения, стальная арматура класса А500 имеет расчётное сопротивление растяжению 435 МПа. Конечно, коэффициент надёжности по арматуре тоже следует учитывать. Он равен 1,15.

Rs = 435 / 1.15 = 378 МПа.

Других понижающих коэффициентов для стальной арматуры не применяется.

Расчетное значение сопротивления сжатию стальной арматуры ровно такое-же: Rsc = 435 / 1,15 = 378 МПа.

На основании этого документа и простейших расчётов можно составить таблицу равнопрочной замены для условий эксплуатации на открытом воздухе при длительной нагрузке.

Равнопрочная замена стальной и композитной арматуры

Но неужели все производители настолько нагло врут?!

Да! Именно так и есть!

Но что же они все пишут в своих таблицах тогда? А пишут они все характеристики, приведённые для кратковременной нагрузки, без учёта коэффициента запаса и без учёта условий эксплуатации! Это, юридически, обманом-то и не назовёшь — инженеры-строители знают обо всех этих коэффициентах и пока предпочитают экономить на чём угодно, но не на замене стальной арматуры на пластиковую. А то, что частный застройщик не знает правил расчёта и не знаком не то, что с «приложением Л», а и с самим СП 63.13330.2012 — так это проблема застройщика, а не маркетологов!

Так же можем вычислить относительное удлинение материала при предельной нагрузке. Формула для расчёта представлена в ГОСТе (стр.20, пункт Б.5.3): ɛ=Р/(Еf·A)

где Р — разрушающая нагрузка, Н: P= σ·А, (в свою очередь где σ — предел прочности, МПа; А — площадь сечения)

Ef — модуль упругости, МПа;

А — площадь сечения арматуры.

Подставив и сократив формулу получим, что относительное удлинение ɛ= предел прочности / модуль упругости.

Относительное удлинение для стали ….. 0,18%;
Относительное удлинение для АКП …….. 1,6 — 2,6%.

Что значат эти цифры на практике? Они означают, что композитная арматура более чем в 10 раз деформативнее, чем стальная. Если мы, к примеру, изготовим две бетонных перемычки длиной 1 метр, заармируем в растянутой зоне одну из них стальной арматурой, а вторую композитной и приложим предельную нагрузку, то результат по прогибу будет составлять для стали 1м·0,18%=1,8мм, для АКП от 16 до 26мм.

Я включил композитную арматуру в сортамент армирования в калькуляторе расчёта железобетонных балок, и вы можете легко посравнивать этот материал с классической железной арматурой. Расчёт едва-ли можно назвать удовлетворительным по сравнению со стальной арматурой!!!

По прочности композитная арматура превосходит стальную только при кратковременных нагрузках, но вот по деформациям она совершенно не годится для армирования растяжённых областей бетона, поскольку бетон просто раскрошится задолго до того, как композитная арматура дойдёт до своего предельного расчётного состояния.

Всё это очень хорошо и наглядно рассказано в видеоролике Антона Вебера ниже:

Вывод у меня получается такой. Я не буду заносить композитную арматуру в «чёрный список» стройматериалов, но применять её следует с очень чётким представлением её возможностей и ограничений. Подвязывать огурцы, помидоры, делать теплицы… Шучю! Но в плиты перекрытии, ригели, какие-либо несущие балки я не рекомендую её закладывать в качестве рабочей арматуры. В колоннах её использовать нельзя категорически. В качестве конструктивной — это сколь угодно. Порой армирование вообще бывает второстепенным. Например, при заливке большого по сечению бетонного монолитного фундамента, где прочности самого бетона едва ли не хватает для постройки на нём нетяжёлого дома. Армирование фундаментов по принципу плавающей монолитной плиты тоже вполне допустимо этой арматурой. А вот ростверк фундамента по технологии ТИСЭ лучше армировать железной арматурой.

Не бывает совсем уж плохих материалов, как не бывает и идеальных! Для каждого материала есть своя сфера применения, и именно там материал и будет хорош. Не нужно ожидать, что если из АКП получается хорошая теплица, то и в бетонной плите тоже будет всё отлично. На данный момент композитная арматура не заменяет стальную, и даже не приближается к этому. Но композитная арматура создаёт новый сегмент рынка, в котором стальная арматура может уступать композиту. К частному домостроению этот сегмент, правда, отношение не имеет.

P.S.: Я не смог найти в интернете фотографии, где бы было зафиксировано какое-либо разрушение бетона с композитной арматурой. Возможно, что эта арматура действительно так хороша, как её рекламируют. Но и возможно, что здравый смысл не позволил ещё людям использовать её там, где есть достаточная нагрузка. Время покажет.

Композитная стеклопластиковая арматура назначение, технические характеристики, свойства и область применения

Назначение

Композитная стеклопластиковая арматура – вид строительной арматуры, она производится в виде стержней разной длинны, имеющих внешнее сечение в виде спирали. Изготавливается из стекловолокна и связующих смол. Волокно обеспечивает необходимую прочность, а смола связывает волокна между собой.

Внедрение в технологию строительства данной арматуры не только снижает стоимость работ до 50%, но также увеличивает срок эксплуатации объекта. Достоинством данной арматуры является высокая прочность и малый удельный вес. Поэтому такая арматура является сильным конкурентом простой металлической арматуры. Стеклопластиковая арматура обладает рядом физико-механических качеств позволяющих использовать ее в очень агрессивных средах. Со временем материал не ржавеет, не разрушается при контакте с бетоном. Благодаря своим плюсам, композитная стеклопластиковая арматура практически вытеснила металлическую во многих областях строительства: армирование ленточных и монолитных фундаментов в малоэтажном строительстве, армировании бетонной стяжки пола. Она нашла применение во многих уголках нашей планеты. Используется при строительстве небоскребов в странах Востока, стройплощадках Европы, а в Японии — это основной вид арматуры при строительстве зданий, к которым предъявляют повышенные требования к сейсмической устойчивости.

Технические характеристики

Характеристики	Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС)
Материал	Стеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы
Предел прочности при растяжении, МПа	1000-1300
Модуль упругости, Мпа	50 000
Относительное удлинение, %	2,2
Плотность, т/м3	1,9
Коэффициент линейного расширения αх*10-5/°C	9-12
Временное сопротивление при растяжении, МПа	От 750
Коррозионная стойкость к агрессивным средам	Нержавеющий материал, первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона
Теплопроводность	Нетеплопроводна
Электропроводность	Неэлектропроводна — диэлектрик
Выпускаемые профили, мм	4 — 24
Длина	Возможна любая длина стержней и поставка в бухтах.
Экологичность	Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ
Долговечность	Прогнозируемая долговечность не менее 100 лет
Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м2	При использовании арматуры 8 АКС размер ячейки 23 x 23 см. вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз.

Свойства

— Композитная арматура в 9 раз легче классической арматуры из металла, при этом ее прочностные характеристики лучше в 3 раза. Это дает возможность уменьшать диаметр, сохраняя все необходимые характеристики.

— Стеклопластиковая арматура имеет долгий срок эксплуатации. Срок годности арматуры из композитных материалов практически не ограничен. По мнению экспертов, данная арматура способна сохранять свои технические характеристики в возведенном объекте не менее 80-100 лет. Это позволяет минимизировать ремонтные работы и повысить срок эксплуатации готового объекта.

— Устойчивость к химическим воздействиям. Стеклопластиковая арматура не реагирует на воздействие щелочной и кислотных сред. В процессе ее эксплуатации не происходит окисление, и соответственно нет проявлений коррозии. Это позволяет избавиться от появления трещин и разрушения бетонных конструкций в следствии внутренних напряжений. Такие напряжения появляются при коррозии металлической арматуры.

— Не является источником электромагнитных помех. Имеет низкий коэффициент теплопроводности.

— Стеклопластиковая арматура, благодаря своим уникальным диэлектрическим и теплопроводным свойствам широко используется при возведении жилых домов. Армирование бетонных конструкций материалом с хорошими диэлектрическими свойствами позволяет избавиться от возможных электромагнитных помех, после введения здания в эксплуатацию. Низкий коэффициент теплопроводности, дает возможность экономить на отоплении зданий, так как стеклопластиковая арматура не создает «мостки холода» и не увеличивает потери тепла.

— Стоимость стеклопластиковой арматуры в 1.5 — 2 раза ниже, чем стоимость стальной арматуры равнопрочностного диаметра. Большая экономия при строительстве достигается за счет уменьшения стоимости как самого материала, так и стоимости его доставки и монтажа. Стеклопластиковую арматуру легко разгружать, при этом не требуется специальная техника или большое количество рабочих.

— Простота в доставке. Стеклопластиковая композитная арматура реализуется бухтами диаметр которых составляет порядка 1 метра. Вес такой бухты колеблется от 7 до 10 кг. Так упаковываются все виды арматуры, диаметр прутков которых не более 10 мм. Это позволяет перевозить стеклопластиковую арматуру в легких грузовиках, или даже в багажнике легкового автомобиля. Стальную арматуру перевозят в грузовых автомобилях с длинным кузовом, при этом для ее загрузки и разгрузке необходима специальная техника.

— Стеклопластиковая арматура обладает высокими противопожарными характеристиками. Данный материал не горит. Ее можно эксплуатировать внутри бетона в широком диапазоне температур от -70 до +600 градусов по шкале Цельсия. Если на арматуру в течении длительного времени воздействовать температурой более 200 градусов, то она, как и бетон, потеряет свои эксплуатационные свойства.

— Арматура изготовляется в прутах необходимой длинны. Это позволяет значительно экономить на остатках, и оптимизировать условия монтажа.

— Стеклопластиковая арматура имеет близкий к бетону коэффициент расширения. Благодаря этому она не разрушает бетон при повышении температуры, что повышает срок эксплуатации сооружения.

— Прочностные характеристики и внутренне напряжение в прутках не изменяются при изгибе стеклопластиковой арматуры. Поэтому, при развертывании бухты, пруток принимает свою первоначальную прямую форму. Это значительно ускоряет и облегчает монтажные работы, и дает возможность экономить на хранении и перевозке.

— Простота в монтаже. Арматуру можно «вязать» применяя минимальное количество подсобных инструментов и дополнительных материалов. Резать стеклопластик можно с помощью болгарки, торцовки или даже ножниц и кусачек.

Область применения

Стеклопластиковая арматура используется при возведении различных зданий и сооружений, в соответствии с техническим заданием сформулированным в проекте строительства:

— При строительстве производственных и гражданских зданий при армировании фундаментов, стяжек и стен.

— Для укрепления автомагистралей и дорог местного значения внутри дорожного полотна.

— Практически любых зданий и сооружений из бетона в качестве стержней и сеток в различных конструкциях.

— При возведении кирпичных многослойных стен.

Надо отметить, что стеклопластиковая арматура наиболее актуально там, где имеется химически активная среда, и где применение металлической арматуры значительно ухудшает качественные характеристики возводимого сооружения. Ее использование оправдано при возведении портовых сооружений и для укрепления линии побережья и рек.

— При строительстве канализационных и мелиорационных сооружений.

— При строительстве сооружений с повышенными требованиями к химической устойчивости.

— При проведении работ по внешнему утеплению зданий.

— При производстве бетонных изделий с внутренним преднапряжением.

— При реконструкции или возведении зданий с повышенной сейсмоустойчивостью.

Стоит ли доверять композитной арматуре

Композитная арматура – сравнительно молодой в строительстве материал, который, несмотря на свой возраст, успел себя положительно зарекомендовать среди сообщества строителей, и прочно обосноваться на стройплощадке, потеснив стальную арматуру. Это – материал, состоящий из нескольких компонентов. Точнее, основных компонентов два:

Волокна, которые несут основную нагрузку, и непрерывно тянутся по всей длине арматурного стержня. Объем волокон должен быть не менее 75% от массы арматуры.
Связующее на основе термореактивных смол, благодаря которому компоненты соединяются в единое целое.

Диаметр арматуры, согласно нормативному документу ГОСТ 31938-2012, устанавливается и используется следующий: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 и 32 мм. Из них диаметры от 4 до 8 производятся и продаются в скрученном виде (мотках, барабанах), что облегчает транспортировку. Остальные диаметры производятся и продаются в прутках со стандартной длиной 6 – 12 метров.

Состав композитной арматуры бывает различный, и, в зависимости от компонентов, меняются свойства и себестоимость готового продукта.

Какая бывает композитная арматура

Классификация композитной арматуры в соответствии с составом волокон, несущих основную нагрузку, следующая:

стеклопластиковая,
базальтокомпозитная;
углекомпозитная,
арамидокомпозитная
комбинированная композитная арматура.

В последнем варианте разные волокна комбинируются в необходимой пропорции. Оптимальный вариант по себестоимости и свойствам – стеклопластиковая арматура, которая и получила наибольшее распространение.

На наружную оболочку композитной арматуры следует обратить особое внимание. Арматура (и композитная, и стальная) должна как можно плотнее сцепляться с бетоном, который она армирует, и эту задачу решает именно наружная поверхность. У разных производителей оболочка выполнена по-разному; например, где-то – это выступы волокон определённой формы, где-то – песок крупной фракции, и т.д.

Как правильно укладывать композитную арматуру

Перед заливкой бетонного элемента композитная арматура укладывается и вяжется в виде пространственного жесткого каркаса. Если вы покупали материал в бухте, её необходимо размотать, разрезать на нужные отрезки, и дать ей распрямиться, отлежаться, вернуть свою форму.

Далее, мы определяем необходимую для нашего бетонного изделия форму каркаса (или прибегая к помощи квалифицированных специалистов, или ищем информацию в интернете, и на свой страх и риск сами проектируем каркас). К сожалению, каждое изделие индивидуально, и в каждом конкретном случае правильный путь – это работа инженера-проектировщика, который в составе проекта дома, опираясь на расчетные данные проекта дома, предоставит дополнительно формы и размеры каркасов для армирования, а также диаметр арматуры и другие данные.

В местах пересечения прутков их необходимо зафиксировать. Фиксация выполняется либо при помощи специальных кляймеров (это идеальный вариант), либо при помощи пластиковых хомутов, если нет специализированного крепежа. Угловые пересечения прутков могут быть выполнены либо в металле (комбинируем композитный каркас и стальную арматуру), либо могут быть изготовлены на заводе-производителе цельнолитым элементом.

Так, как композитный каркас имеет малую жесткость и меняет свои размеры от малейших наружных воздействий, его необходимо закрепить. Идеальным решением будет применение стальных элементов каркаса, которые увеличат жесткость и позволят композитным пруткам не сдвинуться с места при заливке бетоном.

Что лучше: композитная или стальная арматура?

Поскольку до композитной арматуры свойства бетона улучшали исключительно стальной арматурой, и композитная арматура является прямым конкурентом стальной, повсеместно принято сравнивать два вида арматуры. Сравним и мы.

Итак, плюсы композитной арматуры:

Вес. Композитная арматура весит меньше в несколько раз.
Форм-фактор. Композитная арматура малых диаметров продается в скрученном виде, в бухтах. Это позволяют транспортировать её на личном автомобиле.
Коррозия на стеклопластиковую арматуру не распространяет свое действие, в отличие от стальной арматуры. Вследствие этого, более долгая служба.
Не проводит электричество. Не создает препятствий для радиосигналов, для сигналов мобильных телефонов.
Более устойчива к воздействию отрицательных температур. Сталь при низких температурах становится более хрупкой, композитная арматура сохраняет свои свойства.
Теплопроводность небольшая, вследствие этого дом, армированный композитной арматурой, в холодное время года лучше сохраняет тепло.
Экологична. Не наносит вред природе при разложении.

Минусы композитной арматуры:

Не пластична. Арматуру в условиях строительства часто необходимо гнуть, с последующим сохранением формы. Стальная арматура гнется и фиксируется в согнутом положении, а вот стеклопластиковая, к сожалению, нет. После того, как термореактивная смола-связующее затвердеет, изменить её форму уже нельзя, можно только сломать. Но выход есть, и даже не один: можно заказать на заводе арматуру какой угодно формы или комбинировать стальную и композитную арматуру.
Не сваривается. К сожалению, сварка композитной арматуры невозможна. Но есть решение. Если есть такая необходимость, можно использовать композитную арматуру, оканчивающуюся металлическими прутками. Соединение композитной арматуры и металлического прутка выполняется на производстве.
Не стойка к тепловому разрушению. Держит температуру до 150-160 градусов по цельсию. То есть, при пожаре бетон, армированный стальной арматурой, при разрушении повиснет на прутках стали, а вот бетон с композитной арматурой после нагрева более 150 градусов, просто упадет.
Высокая вредность при резке. При обработке образуются мельчайшие острые частицы, загрязняющие рабочее пространство, угрожающие дыхательным путям, органам зрения.
Не жесткая. Модуль упругости композитной арматуры меньше аналогичного у стальной в 4 раза. То есть, для того, чтобы армированный композитной арматурой бетон работал на растяжение так же, как армированный стальной арматурой, нужно увеличить диаметр композитной арматуры. Пример: диаметр стальной арматуры 12 мм, диаметр композитной арматуры должен быть 24 мм. То есть, это не выгодно экономически, и для перекрытий лучше брать стальную арматуру.

Вывод: Композитная арматура имеет как плюсы, так и минусы. Поэтому, в каждом конкретном случае нужно тщательно взвесить все качества стальной и композитной арматуры, и выбрать для себя нужный вариант в соответствии с конкретной ситуацией.

Стеклопластиковая арматура – применение, достоинства и недостатки

Из этой статьи вы узнаете:

Достоинства и недостатки стеклопластиковой арматуры

Применение стеклопластиковой арматуры

Мнение автора о стеклопластиковой арматуре

Давайте попробуем в этом разобраться и определиться, где применение стеклопластиковой арматуры оправдано, а где нет.

Сама по себе стеклопластиковая арматура – представляет собой стержень из стеклопластика, с намотанной вокруг него в виде спирали нитью, для хорошего сцепления с бетоном. Ее применение оправдано во многих случаях, но в некоторых конструкциях ее применять крайне не рекомендуют.

Связывается такая арматура практически также, как и обычная – с помощью крючка для вязки арматуры.

Теперь давайте разберемся во всем по порядку – сначала рассмотрим достоинства и недостатки стеклопластиковой арматуры, а затем, основываясь на них, определим, где ее применение будет целесообразным. В конце статьи я расскажу о своем личном мнении по поводу применения стеклопластиковой арматуры.

Как и у любого строительного материала, у стеклопластиковой арматуры есть свои как достоинства, так и недостатки по сравнению с аналогичной металлической, которые могут стать серьезным подспорьем или помехой в применении ее в различных областях строоительства.

Давайте, наверное, начнем с достоинств:

Достоинства стеклопластиковой арматуры

1. Небольшой удельный вес. Это достоинство позволяет применять ее в легких конструкциях, таких, например, как ячеистый бетон и т.п. Это свойство стеклопластиковой арматуры позволяет снизить массу всей конструкции.

Стоит отметить, что применение стеклопластиковой арматуры в обычном бетоне не будет так же значительно влиять на массу конструкции, учитывая то, что основной вес будет давать сам бетон.

2. Низкая теплопроводность. Как известно, стеклопластик проводит через себя тепло значительно хуже, чем металл.

Это достоинство стеклопластиковой арматуры позволяет применять ее там, где необходимо сократить мостики холода, которые так замечательно создает стальная арматура.

3. Упаковка в бухтах. Для строительства частных домов это очень весомое достоинство стеклопластиковой арматуры, потому что на ее доставку к участку можно не тратиться, а, как известно, при постройке дома, особенно если строите своими руками, каждая копейка на счету.

В добавок к вышесказанному можно добавить, что применение стеклопластиковой арматуры в бухтах уменьшает ее расход, так как в арматурном каркасе нахлестов практически не будет, а это так же позволит немного снизить финансовые расходы.

4. Долговечность. Производители основываются на том факте, что стеклопластик, по сравнению с металлом, гораздо долговечнее.

Это немного сомнительное достоинство стеклопластиковой арматуры, учитывая то, что металл внутри бетона практически не подвержен коррозии и внутри железобетонной конструкции также прослужит очень долго.

5. Диэлектрическая. Это свойство, скорее всего, в частном строительстве не дает никаких достоинств стеклопластиковой арматуры над металлической, но о нем тоже не стоит забывать.

6. Устойчивость к химическим воздействиям. Это означает, что в кислых и других агрессивных химических средах стеклопластиковой арматуре намного комфортнее чем стальной.

В малоэтажном частном строительстве это достоинство стеклопластика, так же, как и предыдущее, практически не играет никакой роли, за исключением строительства зимой, когда в раствор или бетон добавляют различные соли, пагубно воздействующие на металл.

7. Радиопрозрачность. Это означает, что стеклопластиковая арматура не создает никаких радиопомех, в отличие от металлических контуров, создаваемых стальной арматурой.

Такое достоинство стеклопластиковой арматуры как радиопрозрачность, будет играть значительную роль только в том случае, если в стенах вашего дома много арматуры. Тогда применение стеклопластиковой арматуры уменьшит радиопомехи внутри дома.

В достоинствах разобрались, теперь давайте рассмотрим недостатки стеклопластиковой арматуры, применяемой в строительстве.

Недостатки стеклопластиковой арматуры

У любого материала есть недостатки и стеклопластиковая арматура – не исключение.

1. Стеклопластиковая арматура дороже обычной стальной если сравнивать арматуру одинакового диаметра.

Немного сомнительный недостаток, так как производители утверждают, что в строительстве стеклопластиковая арматура используется меньшего диаметра чем металлическая.

2. Термически не устойчива. Стеклопластиковая арматура не выдерживает высоких температур.

Так же сомнительный недостаток, потому как в малоэтажном частном строительстве я даже не могу представить ситуацию, где будет необходимо нагреть арматуру до 200 градусов.

3. Не гнется. Таким образом, если нам понадобится, например, согнуть арматуру под углом 90 градусов, мы этого сделать не сможем. Хотя с другой стороны – мы можем все изгибы сделать из обычной стальной и нарастить их со стеклопластиковой.

4. Низкий модуль упругости на излом. Это означает, что стеклопластиковая арматура не выдерживает на излом таких же нагрузок, как металлическая.

Многие производители утверждают обратное – что модуль упругости у стеклопластиковой арматуры больше, но это, скорее всего, они имеют ввиду растяжение, а бетон, как правило подвержен больше нагрузкам именно на излом. Это основной недостаток, из-за которого ограничивается применение стеклопластиковой арматуры в строительстве.

5. Трудность в сооружении жесткого арматурного каркаса. Другими словами, каркас из стеклопластиковой арматуры не такой жесткий как из металлической, и, соответственно, менее устойчив к вибрации и нагрузкам, которые будут присутствовать при заливке бетона с автомобильного миксера.

Когда Вы заливаете бетон в траншею или опалубку с автомиксера, необходимо чтобы арматурный каркас был очень жестким, потому что арматура может «соскочить» или просто прижаться к полу или стенам траншеи, а исправить это будет сложно, когда бетон уже залит.

Вот мы и рассмотрели практически все основные достоинства и недостатки стеклопластиковой арматуры. Судя по ним, невозможно с большой уверенностью сказать, что она значительно лучше или хуже металлической арматуры, поэтому давайте рассмотрим в каких строительных конструкциях и сооружениях применение стеклопластиковой арматуры будет оправдано и целесообразно.

Применение стеклопластиковой арматуры оправдано в некоторых случаях как в промышленном строительстве, так и в частном малоэтажном.

По поводу промышленного строительства, я думаю, говорить много не стоит, все же сайт посвящен строительству домов своими руками, поэтому давайте разберем область применения стеклопластиковой арматуры в частном малоэтажном строительстве.

1. Стеклопластиковая арматура применяется в некоторых типах фундаментов, таких как ленточный – заглубленный ниже глубины промерзания, плитный фундамент.

Стоит отметить, что это касается только малоэтажного частного строения, на хорошем грунте. На плывучих грунтах будут повышенные нагрузки на излом, которые стеклопластиковая арматура может не выдержать.

2. Целесообразно применение стеклопластиковой арматуры в армировании кирпичных стен, стен из блоков, очень часто можно встретить армирование стен из газосиликатных блоков стеклопластиковой арматурой.

Применение стеклопластиковой арматуры в армировании стен очень популярно среди застройщиков. Причем применяется такая арматура как элемент армирования самих стен, так и в качестве связки облицовочной стены с несущей.

3. В многослойных панелях в качестве связей. Так как внутри панелей, как правило присутствует плотный утеплитель, для связки между собой бетонных частей и используется стеклопластиковая арматура.

4. Оправдано применение стеклопластиковой арматуры в несущих частях элементов, подверженных повышенной коррозии, бассейнов, например.

Металлическая арматура будет подвержена коррозии при нахождении бетона в воде, а стеклопластиковая арматура лишена такого недостатка, основываясь на одном из ее достоинств.

5. Также стеклопластиковая арматура широко применяется в армировании клееных деревянных балок, увеличивая их жесткость.

6. Армирование асфальта, в местах повышенных нагрузок, хотя я такого еще ни разу не видел.

Как видите, область применения стеклопластиковой арматуры в строительстве довольно широка, хотя и присутствуют кое-какие ограничения.

Мнение автора о применении стеклопластиковой арматуры в строительстве

Я считаю, что стеклопластиковая арматура пока не способна полностью заменить металлическую, но это не значит, что ею можно совсем пренебречь.

Я широко применяю ее в строительстве стен из блока и кирпича, также в качестве связей облицовочной стены с несущей, так как при применении металла в качестве связей, во-первых, он будет подвержен коррозии, ну а во-вторых, металл создает мостики холода, которые в современном строительстве крайне нежелательны.

Применение стеклопластиковой арматуры в фундаменте так же оправдано, если у вас нетяжелая постройка, например, каркасный дом или гараж.

Если же на участке слабый грунт и предвидятся огромные нагрузки на фундамент, я бы не стал рисковать с применением арматуры, у которой упругость на излом меньше чем у металлической.

Применение композитной арматуры в строительстве

Композитная (стеклопластиковая) арматура

Пластик да нитки

Изобретение композитной арматуры

Знатоки строительного дела относят к 60-м годам прошлого столетия. В этот период в США и в Советском Союзе были начаты активные исследования ее свойств.

Однако, несмотря на достаточно солидный возраст, данный материал до сих пор не знаком большинству застройщиков. Восполнить пробел знаний о стеклопластиковой арматуре, ее свойствах, во всех достоинствах и недостатках вам поможет разобраться МодульСтрой.

Попутно отметим, что материал этот весьма спорный. Производители хвалят его на все лады, а строители-практики относятся с недоверием. Простые граждане смотрят на тех и на других, не зная кому верить.

Что такое композитная арматура, как она производится и где применяется?

Коротко структуру композитной арматуры можно охарактеризовать как «волокно в пластике». Ее основа – стойкие к разрыву нити из углерода, стекла или базальта. Жесткость композитному стержню придает эпоксидная смола, обволакивающая волокна.

Для лучшего сцепления с бетоном на прутья наматывается тонкий шнур. Он сделан из того же самого материала, что и основной стержень. Шнур создает винтовой рельеф, как у стальной. Твердение эпоксидной смолы происходит в сушильной камере. На выходе из нее композитную арматуру немного вытягивают и нарезают. Некоторые производители до момента твердения полимера обсыпают пластиковые стержни песком для улучшения сцепления с бетоном гладких участков.

Область применения стеклопластиковой арматуры нельзя назвать очень широкой. Ее используют в качестве гибких связей между облицовкой фасада и несущей стеной, а также укладывают в дорожные плиты и опалубку резервуаров. В каркасах, усиливающих ленточные фундаменты и бетонные полы, пластиковую арматуру применяют не так часто.

Ставить композитные стержни в плиты перекрытия, перемычки и другие конструкции, работающие на растяжение, не рекомендуется. Причина – повышенная гибкость данного материала.

Физические свойства композитной арматуры

Модуль упругости у полимерного композита существенно ниже, чем у стали (от 60 до 130 против 200 ГПа). Это значит, что там, где металл вступает в работу, предохраняя бетон от образования трещин, пластик еще продолжает сгибаться. Прочность на разрыв у стеклопластикового стержня в 2,5 раза выше, чем у стального.

Наименее прочная, но самая дешевая — арматура из стекловолокна и базальтовый композит. Самый надежный и вместе с тем самый дорогой материал делают на основе углеродного волокна.

К прочностным свойствам материала мы еще вернемся, когда будем сравнивать его с металлом.

А пока рассмотрим другие характеристики данного материала:

К положительным качествам композита относится его химическая инертность. Он не боится коррозии и воздействия агрессивных веществ (щелочной среды бетона, морской воды, дорожных химреагентов и кислот).

Вес пластиковой арматуры в 3-4 раза меньше, чем стальной.

Низкая теплопроводность материала улучшает энергосберегающие характеристики конструкции (нет мостиков холода).

Композитная арматура не проводит электричества. В конструкциях, где она используется, не возникает коротких замыканий электропроводки и блуждающих токов.

Композитный пластик магнитноинертен и радиопрозрачен. Это позволяет использовать его в строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.

Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стройке не согнешь.

Недостатки композитной арматуры:

Невозможность гибки с малым радиусом в условиях стройки. Гнутый стержень нужно заранее заказывать.

Невозможность сваривать каркас (минус относительный, поскольку даже для стальной арматуры лучший способ соединения – вязка, а не сварка).

Низкая термостойкость. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается. Стекловолокно не боится высокой температуры, но связующий ее пластик теряет прочность при нагреве выше +200 С.

Старение. Общий минус всех полимеров. Неметаллическая арматура не исключение. Ее производители завышают срок эксплуатации до 80-100 лет.

Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволокой – единственный возможный метод сборки каркаса.

Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая?

Наше маленькое исследование наглядно иллюстрирует таблица реальной, а не теоретической равнопрочной замены стальной арматуры на композитную. Ей можно пользоваться при выборе и покупке.

Просмотрев данную таблицу, нетрудно заметить, что пластика для равноценной замены металла требуется не меньше, а больше металла. Только самый дорогой углеродоволоконный материал (АУК) превосходит сталь равного с ним диаметра.

Ассортимент и цена композитной арматуры

Самая востребованная на стройке – арматура из стеклопластикового композита. Ее сортамент и средние цены вы можете посмотреть в нашем прайс-листе на официальном сайте компании,или связаться с нашими операторами по телефону +7 (4852) 90-78-78, если у вас возникли вопросы.

Стеклопластиковая арматура или стальная, что выбрать?

Композитная арматура настойчиво, хотя и не так быстро, как хотелось бы ее производителям, завоевывает свою долю российского строительного рынка. Уже сегодня она применяется в жилищном строительстве, при возведении промышленных зданий и гражданских объектов. Ее активно используют при создании бетонных конструкций, выполнении ремонтных работ, при реставрации кирпичных и железобетонных поверхностей, для выполнения кирпичной кладки, создания трехслойных стен с укреплением гиб-кой связью, при сооружении наливных полов… Арматура из композита экономически выгоднее, чем из металла, при сооружении дорожного полотна, где высоки динамические нагрузки. В ряде случаев композитная арматура является единственным вариантом: когда требуется непроницаемость для магнитных волн и, при этом – радиопрозрачность (в военных объектах и медицинских центрах), при соприкосновении с веществами, стимулирующими ускоренную коррозию (мосты и постоянно «влажный» бетон с высоким содержанием щелочи, пирсы, волнорезы, портовые сооружения и морская вода; парковки и противогололедные реагенты; площадки и здания химпроизводств и выпускаемые здесь агрессивные вещества). Интерес к данному материалу несомненен, а информации о нем недостаточно, что всегда порождает домыслы. ООО «ПолиКомпозит» предлагает разобраться, что здесь правда, а что не соответствует действительности.

Утверждение №1: «Композитная арматура – инновационный материал».

Если исходить из определения, что инновационные материалы – это результат интеллектуальной деятельности человека, выраженный в производстве более совершенных с точки зрения научно-технических и потребительских характеристик продуктов и услуг, то это, несомненно, так. Доля знаний в производстве данного строительного материала, действительно, велика. Его качество невозможно обеспечить и поддерживать без собственной лаборатории с дорогостоящими приборами. К сожалению, сей-час в России еще можно приобрести сертификат качества с «липовым» протоколом испытаний за символическую сумму, но так будет не всегда, и ответственные заказчики умеют отличать подлинные доку-менты качества от подделок.

С другой стороны, композитная арматура – еще одно доказательство истинности утверждения, что все новое – это хорошо забытое старое. Разработки в этой области велись в нашей стране еще в сороковых годах прошлого века, а затем – более масштабно – в семидесятых годах. Серийное производство композитов в СССР оказалось экономически не выгодно. Однако исследование сооруженных тогда с применением композитной арматуры объектов через четыре и даже пять десятилетий их эксплуатации доказывает, что показатели материала остались неизмененными. В Европе же и Америке за эти годы накоплен огромный опыт, который снимает опасения скептиков, утверждающих, что инновации – это всегда «кот в мешке». Не так уж новы, с этой точки зрения, композитные новации.

Утверждение №2: «Композитная арматура – вечный материал».

Это, скорее, метафора, хотя, смотря с чем сравнивать. Если бетонные конструкции набережных, армированные металлической арматурой, даже с применением антикоррозийного покрытия приходят в негодность через десять лет, дорожное покрытие требует замены уже через пять, то, согласно исследованиям и испытаниям физико-механических свойств, производимых Московским НИИЖБ, конструкции с использованием неметаллической арматуры могут служить в разных условиях на протяжении 50-80 лет, а то и целого столетия.

Утверждение №3: «Свойства композитной арматуры определяются ее цветом».

Данное утверждение, как и первое, содержит в себе и правду, и вымысел. В зависимости от использованного сырья и методики производства, композитную арматуру делят на следующие виды:

изготовленная из смеси смолы и стекловолокон — стеклокомпозитная арматура;

изготовленная из базальтовых волокон и смолы — базальтокомпозитная арматура;

изготовленная из углеводородного волокна – углекомпозитная арматура;

В отношении данной классификации вышеприведенное утверждение отчасти верно: желтоватая стекло-композитная арматура имеет свойства, отличные от черной базальтовой или углекомпозитной. Однако и черная базальтовая арматура отличается от черной углекомпозитной. Скажем больше: на сегодняшний день на рынке можно встретить радугу цветов арматуры, но все разнообразие свойств можно свести к трем группам, поскольку определяется оно не цветом, а основой: стекло в основе, базальт или уголь.

Утверждение №4: «Композитная арматура дороже металлической».

Там, где композит однозначно выигрывает по сравнению с металлом (при работе с агрессивными средами, где требуется пропускать радиоволны и не проводить электро- и магнитное излучение) вопрос о цене даже не обсуждается. Там же, где возможен выбор, данное мнение часто вводит в заблуждение покупателей. Заметим, что страдают от этого, главным образом, частные застройщики, которые пытаются сравнить стоимость необходимого им небольшого количества арматуры, выполненной из металла и из композита. Действительно, один погонный метр композитной арматуры пока стоит дороже метра арматуры металлической. «Пока», поскольку цены на металл постоянно растут. Экономия же в другом. Во-первых, металл значительно тяжелее композита (в 5-10 раз), и арматура из него имеет вид двенадцати-метровых прутов, для доставки которых, независимо от необходимого количества, частнику придется заказывать грузовик с соответствующими параметрами. Погрузка и разгрузка металлической арматуры, а также ее применение в строительной конструкции – процесс трудозатратный.

В то же время, композитная арматура – материал легкий и, к тому же, до двенадцатого диаметра ее лег-ко скрутить в бухту, которая умещается в багажнике легкового автомобиля, а после раскручивания она принимает ровную форму (не деформируется). Экономия на доставке, погрузке и разгрузке становится еще более значимой при снабжении больших объектов. Отдел продаж ООО «ПолиКомпозит» заметил эту тенденцию по числу запросов на сравнение стоимости композитной и металлической арматуры одно-го объема. Как правило, запрос приходит в виде: «Требуется заменить композитной столько-то машин арматуры металлической». Так снабженцы крупных строек отвечают на вопрос: что выгоднее?

Вторым фактором экономии является то, что в силу прочностных характеристик, при замене требуется композитная арматура меньшего диаметра, чем металлическая (ссылка на таблицу равнопрочностной замены). Замена производится на основании конструкторских расчетов. Для простых конструкций (фундаменты частных и котеджных домов, промышленных площадок и полов, заборов, временных строений и других) разработаны таблицы равнопрочной замены, которые легко найти в сети Интернет. Здесь же приведем только один пример: для замены стальной арматуры класса A-III (А400) с диаметром 14 мм. нужно брать композитную арматуру, внутренний диаметр (измеренный по телу прутка) которой должен быть не менее 8,34 мм, то есть, так называемую, «девятку», а ее цена существенно ниже металлической арматуры с диаметром 14 мм. ООО «ПолиКомпозит» постоянно отслеживает цены на металлическую арматуру. Результаты мониторинга лета 2016 г. – ниже.

Сравнение цен на металлическую и композитную арматуру

Компания	Цена А3 А500С-10 мм за 1 т.	Стоимость 10 т. А3 А500С-10 мм	Стоимость того же погонажа (16210 м.п.) АСК-10	Стоимость того же погонажа (16210 м.п.) АСК-8
1	43 900,00	439 000,00	301 830,00	196 952,00
2	40 800,00	408 000,00	301 830,00	196 952,00
3	47 900,00	479 000,00	301 830,00	196 952,00
4	39 000,00	390 000,00	301 830,00	196 952,00

Таким образом, при различных колебаниях цен на металл композитная арматура обходится дешевле в 1,4, а то и 2,2 раза.

Утверждение №5: «Композитная арматура заменит металлическую везде».

Нормативы не запрещают применение композитного армирования для возведения какого-либо вида конструкций. Их задача – обеспечить необходимую прочность и другие значимые свойства конструкции. Если композитный материал дает такую возможность, то он может быть применен. Для тех, кто желает построить коттедж, баню, гараж, забор на бетонном фундаменте, этот материал будет экономически вы-годен и удобен в использовании, поскольку позволит создать прочные и надежные бетонные и кирпичные конструкции, слоистую кладку с гибкими связями, бетонные фундаменты и полы на основе сетки из композитной арматуры, армированную кладку из газо- и пеноблоков. Ответ на вопрос «Могут ли применяться композитные материалы при строительстве многоэтажек?» то-же положительный, но где и как конкретно – решают проектанты, производящие расчеты. Они оценивают композитную арматуру очень высоко. Помимо выше охарактеризованных диэлектрических свойств, долговечности и легкости:

композитный материал практически не проводит тепло (показатель в 130 раз ниже, чем у металла), предотвращая «мостики холода»;

близкий к бетону коэффициент теплового расширения позволяет избежать образования трещин при температурных колебаниях, что делает данный материал применимым в интервале температур от -70°до +100°С.

Эти и другие свойства, действительно, дают простор для применения композитных материалов.

Утверждение № 6: «Композитная арматура не может применяться в строительстве из-за малого модуля упругости».

Данный показатель, действительно, используется при расчете ряда бетонных конструкций. Но его значение важно только в конструкциях, работающих на прогиб (СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения») — для предотвращения раскрытия микротрещин.

В соответствии с расчетами, производимыми по вышеуказанному СНиП, композитная арматура также может использоваться в данных конструкциях, но ввиду меньшего модуля упругости необходимо закладывать большие диаметры по отношению к металлической, что выгодно только в условиях строительства специальных объектов (строительство в зонах повышенной щелочности, кислотности, влажности, действий агрессивных вод и других) в связи с быстрым разрушением металлической.

В то же время, в элементах, находящихся на упругом основании значимость характеристики – модуля упругости почти равна нулю, т. к. само основание не дает конструкции прогнуться, обеспечивая равно-мерную поддержку. В данном случае расчет ведется по основному показателю – предел прочности на растяжение, который у композитной арматуры в 2,5 раза выше, чем у металлической, поэтому использование композитной арматуры в таких конструкциях будет экономически выгоднее, а надежность конструкций значительно выше, по сравнению с армированием стандартной железной арматурой. Это, прежде всего, все фундаменты и их отдельные части (блоки, плиты) и другие.

Ленточный фундамент, принимая на себя нагрузки от стен и, частично, от всего строения передает их на несущее основание — землю. Основание в данном случае противодействует образованию прогиба.

Монолитный плитный фундамент, принимая распределенную нагрузку от всего строения, также опирается на основание, противодействующее прогибу. Таким образом, применение композитной арматуры не целесообразно только в конструкциях, работающих на прогиб, однако это небольшая часть бетонных изделий. В остальных же случаях использование такой арматуры выгодно повышает характеристики надежности изделия.

В любом случае, армируемую конструкцию необходимо рассчитывать согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»; СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции»; СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» и т.д., и только вследствие полученных результатов делать вы-воды о применимости того или иного материала.

Утверждение № 7: «Композитная арматура снижает огнестойкость сооружений».

Под огнестойкостью (СП 2.13130.2009 «Обеспечение огнестойкости объектов защиты») понимают способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара положенное количество времени.

Действующие государственные нормы – СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», НПБ 244-97 «Материалы строительные. Декоративно-отделочные и облицовочные материалы. Матери-алы для покрытия полов. Кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы. Показатели пожарной опасности». В настоящих нормах приведены противопожарные требования, подлежащие обязательному соблюдению.

Для подтверждения соответствия композитной арматуры ООО «ПолиКомпозит» существующим нормам компания передала образцы продукции в аккредитованный лабораторный центр ООО «ПожСтандарт» для проведения необходимых испытаний. В соответствии с ГОСТ 30244-94, ГОСТ 30402-96 и ГОСТ 12.1.044-89 специалисты «ПожСтандарта» подтвердили соответствие композитной арматуры АСК требованиям пожарной безопасности НПБ 244-97 по СниП 21-01-97.

На основании проведенных испытаний ООО «ПолиКомпозит» выдан сертификат соответствия нормам пожарной безопасности, удостоверяющий возможность использования композитной арматуры в строи-тельных конструкциях без ограничений.

Утверждение № 8: «Невозможность скрепления полимерной арматуры методом сварки».

Это – факт, как и то, что жидкости нельзя резать, а квадратное – сложно катать». Но является ли это их не-достатком? Данное мнение в отношении композитной арматуры имеет налет ущербности в угоду традиции, ведь ее предшественницу – металлическую арматуру – десятилетиями именно сваривали, чтобы получать прочные пространственные конструкции. Композитную арматуру сваривать нельзя, но и не требуется. В статье «Вязка композитной арматуры» (ссылка) уже сообщалось о множестве других методов скрепления арматуры.

При этом именно сварка на сегодняшний день является самым проблемным способом крепления ввиду ослабления прочностных характеристик от температурных воздействий, ускоренной коррозии металла из-за нарушения его структуры в месте сварного соединения, необходимости держать на стройке сварочные аппараты с опытными сварщиками и невозможности безопасного выполнения работ при наличии атмосферных осадков.

Утверждение № 9: «Создавать гнутые элементы из композитной арматуры невозможно».

При создании объёмных арматурных каркасов для ответственных конструкций необходимо применять гнутые элементы. Традиционно строители на месте изгибают отрезки металлических стержней для придания им необходимой формы. Действительно, композитную арматуру нельзя качественно согнуть на строительном объекте. При этом есть, как минимум, два выхода: использовать смешанное армирование (стержни композитной арматуры скрепляются металлическими угловыми элементами. Данное армирование значительно упрощает и удешевляет строительство без снижения прочностных характеристик) или заказывать изготовление гнутых элементов производителю. Утверждение № 10: «Для применения композитной арматуры нормативная база недостаточна».

На сегодняшний день применение композитной арматуры в строительных объектах РФ предусмотрено ГОСТ и, соответственно, разрешено. Если расчеты нагрузки в проекте проходят проверку экспертизы, то никто не в праве запретить реализовать такой проект. А вот программ и готовых моделей расчета конструкций с применением не металлической, а композитной арматуры, на самом деле, нет или недостаточно, но тем интереснее задача для проектировщиков, смотрящих в будущее.

Утверждение № 10: «Для применения композитной арматуры нормативная база недостаточна».

На сегодняшний день качество арматуры, выполненной из композита, подтверждено ГОСТ, что позволяет ее применять в строительных объектах РФ. Имеются СНиПы. Таким образом, если расчеты нагрузки в проекте проходят проверку экспертизы, то никто не в праве запретить реализовать такой проект. А вот программ и готовых моделей расчета конструкций с применением не металлической, а композитной арматуры, на самом деле, пока недостаточно, но тем интереснее задача для проектировщиков, смотрящих в будущее.

Наука и технология композитных материалов

В таком развитом обществе, как наше, мы все зависим от композитных материалов в некоторых аспектах нашей жизни.
Стекловолокно

ГЛОССАРИЙ
Стекловолокно Композитный материал, изготовленный из тонких стеклянных волокон, сплетенных в ткань, а затем соединенных синтетическим пластиком или смолой.

был разработан в конце 1940-х годов и стал первым современным композитом. Он по-прежнему остается самым распространенным, составляя около 65 процентов всех производимых сегодня композитов. Он используется для изготовления корпусов лодок, досок для серфинга, спортивных товаров, облицовки бассейнов, строительных панелей и кузовов автомобилей. Вы вполне можете использовать что-то из стекловолокна, не подозревая об этом.

Лодки, доски для серфинга, автомобили и многое другое: стекловолокно и другие композитные материалы окружают нас. Источник изображения: sobri/Flickr.

Что делает материал композитным

Композитные материалы образуются путем объединения двух или более материалов, обладающих совершенно разными свойствами. Различные материалы работают вместе, чтобы придать композиту уникальные свойства, но внутри композита вы можете легко отличить разные материалы — они не растворяются и не смешиваются друг с другом.

Композиты существуют в природе. Кусок дерева представляет собой композит, состоящий из длинных волокон целлюлозы (очень сложной формы крахмала), скрепленных гораздо более слабым веществом, называемым лигнином. Целлюлоза также содержится в хлопке и льне, но именно связывающая способность лигнина делает кусок древесины намного прочнее пучка хлопковых волокон.

Это не новая идея

Человечество использует композитные материалы тысячи лет. Возьмем, к примеру, глиняные кирпичи. Если вы попытаетесь согнуть лепешку из засохшей грязи, она легко сломается, но будет прочной, если вы попытаетесь раздавить или сжать ее. С другой стороны, кусок соломы обладает большой силой, когда вы пытаетесь его растянуть, но почти не имеет силы, когда вы его смываете. Когда вы смешиваете глину и солому в блоке, свойства двух материалов также объединяются, и вы получаете кирпич, который устойчив как к сжатию, так и к разрыву или изгибу. Говоря более технически, у него есть как хорошие
прочность на сжатие

ГЛОССАРИЙ
прочность на сжатие Максимальное напряжение, которое может выдержать материал, когда он подвергается нагрузке, которая сжимает его.

и хорошо
предел прочности

ГЛОССАРИЙ
Прочность на растяжение Максимальное напряжение, которое выдержит материал, когда он подвергается растягивающей нагрузке.

Мужчина восстанавливает древнюю цитадель из сырцового кирпича в Иране после ее повреждения в результате землетрясения. Глиняные кирпичи — это те же материалы, которые использовались для его строительства около 2500 лет назад. Источник изображения: OXLAEY.com/Flickr.

Еще одним известным композитом является бетон. Здесь заполнитель (мелкие камни или гравий) связан цементом. Бетон обладает хорошей прочностью при сжатии, и его можно сделать более прочным при растяжении, добавив в композит металлические стержни, проволоку, сетку или тросы (таким образом создавая железобетон).

Композиты были изготовлены из формы углерода, называемой графеном, в сочетании с металлической медью, в результате чего получается материал, в 500 раз прочнее, чем медь сама по себе. Точно так же композит графена и никеля имеет прочность, превышающую прочность никеля более чем в 180 раз.

Что касается стекловолокна, то оно изготовлено из
пластик

ГЛОССАРИЙ
пластик Твердый материал, состоящий из органических полимеров.

армированный нитями или стеклянными волокнами. Эти нити можно либо связать вместе и сплести в мат, либо иногда нарезать на короткие отрезки, которые произвольно ориентированы в пластиковой матрице.

Больше, чем просто прочность

В настоящее время многие композиты производятся не только для повышения прочности или других механических свойств, но и для других целей. Многие композиты предназначены для того, чтобы быть хорошими проводниками или изоляторами тепла или обладать определенными магнитными свойствами; свойства, которые являются очень специфическими и специализированными, но также очень важными и полезными. Эти композиты используются в огромном количестве электрических устройств, включая транзисторы, солнечные элементы, датчики, детекторы, диоды и лазеры, а также для изготовления антикоррозионных и антистатических покрытий поверхностей.

Композиты, изготовленные из оксидов металлов, также могут обладать особыми электрическими свойствами и используются для производства кремниевых микросхем, которые могут быть меньше и более плотно упакованы в компьютер. Это увеличивает объем памяти и скорость компьютера. Оксидные композиты также используются для создания высокотемпературных сверхпроводящих свойств, которые теперь используются в электрических кабелях.

Изготовление композита

Большинство композитов состоит всего из двух материалов. Один материал (матрица или связующее) окружает и связывает вместе группу волокон или фрагментов гораздо более прочного материала (армирования). В случае сырцовых кирпичей две роли выполняют глина и солома; в бетоне цементом и заполнителем; в куске дерева, целлюлозой и лигнином. В стекловолокне армирование обеспечивается тонкими нитями или волокнами стекла, часто вплетенными в своего рода ткань, а матрица представляет собой пластик.

Примеры различных форм армирования стекла для использования при создании стеклопластика. Источник изображения: Cjp24/Викисклад.

Стеклянные нити в стекловолокне очень прочны при растяжении, но они также хрупкие и ломаются при резком изгибе. Матрица не только удерживает волокна вместе, но и защищает их от повреждений, разделяя любые
стресс

ГЛОССАРИЙ
стресс Сила на единицу площади. Измеряется в тех же единицах, что и давление, а именно в паскалях (Па). Материалы обычно имеют прочность в диапазоне мегапаскалей (МПа) (1 МПа = 1 000 000 Па).

среди них. Матрица достаточно мягкая, чтобы ее можно было формировать с помощью инструментов, и ее можно смягчить подходящими растворителями, чтобы можно было произвести ремонт. Любая деформация листа стеклопластика обязательно растягивает часть стеклянных волокон, а они способны этому противостоять, поэтому даже тонкий лист очень прочен. Он также довольно легкий, что является преимуществом во многих приложениях.

За последние десятилетия было разработано много новых композитов, некоторые из которых обладают очень ценными свойствами. Тщательно выбирая армирование, матрицу и производственный процесс, который объединяет их, инженеры могут адаптировать свойства в соответствии с конкретными требованиями. Они могут, например, сделать композитный лист очень прочным в одном направлении, выровняв таким образом волокна, но более слабым в другом направлении, где прочность не так важна. Они также могут выбрать такие свойства, как устойчивость к теплу, химическим веществам и атмосферным воздействиям, выбрав соответствующий матричный материал.

Выбор материалов для матрицы

Для матрицы во многих современных композитах используются термореактивные или термопластичные пластики (также называемые смолами). (Использование пластика в матрице объясняет название «армированный пластик», обычно данное композитам). Пластмассы
полимеры

ГЛОССАРИЙ
полимеры Крупные молекулы, состоящие из множества звеньев (мономеров), связанных друг с другом в цепь. Существуют природные полимеры (такие как крахмал и ДНК) и синтетические полимеры (такие как нейлон и силикон).

которые скрепляют арматуру и помогают определить физические свойства конечного продукта.

Термореактивные пластмассы жидкие при приготовлении, но затвердевают и становятся жесткими (т.е. отверждаются) при нагревании. Процесс схватывания необратим, поэтому эти материалы не становятся мягкими при высоких температурах. Эти пластмассы также устойчивы к износу и воздействию химических веществ, что делает их очень прочными даже в экстремальных условиях.

Термопластические пластмассы, как следует из названия, являются твердыми при низких температурах, но размягчаются при нагревании. Хотя они используются реже, чем термореактивные пластмассы, у них есть некоторые преимущества, такие как более высокая вязкость разрушения, длительный срок хранения сырья, способность к переработке и более чистое и безопасное рабочее место, поскольку для процесса отверждения не требуются органические растворители.

Керамика, углерод и металлы используются в качестве матрицы для некоторых узкоспециализированных целей. Например, керамика используется, когда материал будет подвергаться воздействию высоких температур (например, теплообменники), а углерод используется для продуктов, подверженных трению и износу (например, подшипники и шестерни).

Электронно-микроскопическое изображение в искусственном цвете композита с магниевой матрицей, армированного титана-алюминиевым карбидом. Источник изображения: микроскопия ZEISS / Flickr.

Выбор материалов для армирования

Хотя стекловолокно является наиболее распространенным армирующим материалом, во многих передовых композитах теперь используются тонкие волокна из чистого углерода. Можно использовать два основных типа углерода — графит и углеродные нанотрубки. Оба они представляют собой чистый углерод, но атомы углерода расположены в разных кристаллических конфигурациях. Графит — очень мягкое вещество (используется в «графитовых» карандашах) и состоит из листов атомов углерода, расположенных в виде шестиугольников. Связи, скрепляющие шестиугольники вместе, очень прочны, но связи, скрепляющие листы шестиугольников, довольно слабы, что и делает графит мягким. Углеродные нанотрубки изготавливаются путем скручивания одного листа графита (известного как графен) в трубку. Получается чрезвычайно прочная конструкция. Также возможно иметь трубки, состоящие из нескольких цилиндров — трубки внутри трубок.

Композиты из углеродного волокна легче и намного прочнее стекловолокна, но и дороже. Из этих двух графитовые волокна дешевле и проще в производстве, чем углеродные нанотрубки. Они используются в конструкциях самолетов и высокопроизводительного спортивного оборудования, такого как клюшки для гольфа, теннисные ракетки и гребные лодки, и все чаще используются вместо металлов для ремонта или замены поврежденных костей.

Нити из бора еще прочнее (и дороже), чем углеродные волокна. Нанотрубки из нитрида бора имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они намного более устойчивы к теплу, чем углеродные волокна. Они также обладают пьезоэлектрическими свойствами, что означает, что они могут генерировать электричество при воздействии на них физического давления, такого как скручивание или растяжение.

Полимеры также могут использоваться в качестве армирующего материала в композитах. Например, кевлар, изначально разработанный для замены стали в радиальных шинах, но наиболее известный своим использованием в пуленепробиваемых жилетах и шлемах, представляет собой полимерное волокно, обладающее чрезвычайной прочностью и повышающее прочность композита. Применяется в качестве армирования в композитных изделиях, требующих легкой и надежной конструкции (например, конструкционные детали корпуса самолета). Еще более прочным, чем кевлар, является вещество, изготовленное из комбинации графена и углеродных нанотрубок.

Источник: NASA Goddard/YouTube. Посмотреть детали видео и расшифровку.

Выбор производственного процесса

Изготовление объекта из композиционного материала обычно включает в себя ту или иную форму. Армирующий материал сначала помещается в форму, а затем напыляется или закачивается полужидкий матричный материал для формирования объекта. Можно приложить давление, чтобы вытеснить любые пузырьки воздуха, а затем форму нагреть, чтобы матрица затвердела.

Процесс формования часто выполняется вручную, но автоматическая обработка на машинах становится все более распространенной. Один из этих методов называется
пултрузия

ГЛОССАРИЙ
пултрузия Непрерывный процесс формования, при котором длинные армирующие пряди механически выравниваются для композитного материала, а затем пропускаются через ванну с термореактивной смолой. Затем нити с покрытием собираются с помощью механической направляющей перед процессом отверждения.

(термин, образованный от слов «тянуть» и «экструзия»). Этот процесс идеально подходит для изготовления прямых изделий с постоянным поперечным сечением, таких как мостовые балки.

Во многих тонких конструкциях сложной формы, таких как изогнутые панели, композитная структура строится путем наложения листов тканого волокнистого армирования, пропитанных пластиковым матричным материалом, на базовую форму соответствующей формы. Когда панель изготовлена до необходимой толщины, матричный материал отверждается.

Сэндвич-композиты

Многие новые типы композитов производятся не методом матрицы и армирования, а путем укладки нескольких слоев материала. Структура многих композитов (например, используемых в панелях крыльев и корпусов самолетов) состоит из сот из пластика, зажатых между двумя обшивками из композитного материала, армированного углеродным волокном.

Сэндвич-структура из сотового композита от НАСА. Источник изображения: НАСА/Викисклад.

Эти сэндвич-композиты сочетают в себе высокую прочность и особенно жесткость на изгиб с малым весом. Другие методы включают простое наложение нескольких чередующихся слоев различных веществ (например, графена и металла) для получения композита.

Зачем использовать композиты?

Самым большим преимуществом композитных материалов является прочность и жесткость в сочетании с легкостью. Выбирая подходящую комбинацию армирующего и матричного материала, производители могут добиться свойств, точно соответствующих требованиям к конкретной конструкции для конкретной цели.

Композиты в Австралии
Австралия, как и все развитые страны, проявляет большой интерес к композитным материалам, которые многие считают «материалами будущего». Основная задача состоит в том, чтобы снизить затраты, чтобы композиты можно было использовать в продуктах и приложениях, которые в настоящее время не оправдывают затрат. В то же время исследователи хотят улучшить характеристики композитов, например, сделать их более устойчивыми к ударам.
Один из новых методов включает «текстильные композиты». Вместо того, чтобы укладывать армирующие волокна по отдельности, что медленно и дорого, их можно связать или сплести вместе, чтобы сделать своего рода ткань. Это может быть даже трехмерным, а не плоским. Пространства между текстильными волокнами и вокруг них затем заполняются матричным материалом (например, смолой) для изготовления изделия.
Этот процесс можно легко выполнить с помощью машин, а не вручную, что делает его быстрее и дешевле. Соединение всех волокон вместе также означает, что композит с меньшей вероятностью будет поврежден при ударе.
В связи со снижением затрат другие варианты использования композитов становятся все более привлекательными. При изготовлении корпусов и надстроек лодок из композитов используется их устойчивость к коррозии. У минных охотников ВМС Австралии композитный корпус, поскольку магнитный эффект стального корпуса будет мешать обнаружению мин.
Также в разработке находятся вагоны для поездов, трамваев и других «движителей людей», изготовленных из композитов, а не из стали или алюминия. Здесь привлекательность заключается в легкости композитов, поскольку в этом случае транспортные средства потребляют меньше энергии. По той же причине мы будем видеть все больше и больше композитов в автомобилях в будущем.

Ярким примером является современная авиация, как военная, так и гражданская. Без композитов было бы гораздо менее эффективно. Фактически, потребность этой отрасли в легких и прочных материалах была главной движущей силой разработки композитов. В настоящее время часто можно встретить секции крыла и хвостового оперения, пропеллеры и лопасти несущего винта, изготовленные из передовых композитов, а также большую часть внутренней конструкции и фурнитуры. Планеры некоторых небольших самолетов полностью сделаны из композитных материалов, как и крылья, хвостовое оперение и панели корпуса больших коммерческих самолетов.

Размышляя о самолетах, стоит помнить, что композиты менее склонны к полному разрушению под нагрузкой, чем металлы (например, алюминий). Небольшая трещина в куске металла может очень быстро распространиться с очень серьезными последствиями (особенно в случае с самолетом). Волокна в композите блокируют расширение любой небольшой трещины и распределяют напряжение вокруг.

Подходящие композиты также хорошо противостоят нагреву и коррозии. Это делает их идеальными для использования в продуктах, которые подвергаются воздействию экстремальных условий, таких как лодки, оборудование для обработки химикатов и космические корабли. В целом композитные материалы очень прочны.

Еще одним преимуществом композитных материалов является то, что они обеспечивают гибкость конструкции. Композитным материалам можно придавать сложные формы, что очень удобно при производстве чего-то вроде доски для серфинга или корпуса лодки.

Кроме того, большая работа в настоящее время направлена на разработку композитных материалов, изготовленных из отходов, таких как сельскохозяйственные отходы, строительные материалы или пластиковые контейнеры для напитков.

Недостатком композитов обычно является их стоимость. Хотя производственные процессы часто более эффективны при использовании композитов, сырье стоит дорого. Композиты никогда полностью не заменят такие традиционные материалы, как сталь, но во многих случаях это именно то, что нам нужно. И, несомненно, по мере развития технологии будут найдены новые применения. Мы еще не видели всего, на что способны композиты.

Современная авиация стала основной движущей силой развития композитов. Источник изображения: Пол Нелхамс / Flickr.

Полимерные композиты Часть 3: Общие армирующие материалы, используемые в композитах

В этом вводном посте будут представлены обычные армирующие материалы для композитов. Это послужит основой для будущих дискуссий по препрегам, ламинатам и широкому спектру композитов, армированных волокном. Выбор армирования является критическим фактором при проектировании или выборе композитных материалов, поскольку во многих случаях свойства композита определяются армированием. Усиления обычно неизотропны (т. е. имеют направленность), что приводит к свойствам, которые могут различаться в направлениях X, Y и Z. Например, однонаправленный волокнистый композит может иметь очень высокую прочность в направлении волокна из-за того, что большая часть нагрузки приходится на волокно, и низкую прочность в поперечном направлении из-за нагрузки, которую несет полимерная матрица. Композиты спроектированы таким образом, что большая часть нагрузки приходится на арматуру, что обеспечивает высокое соотношение прочности к весу. Химическая природа армирования, а также форма армирования являются важными параметрами конструкции композита. В следующих двух разделах будут обсуждаться типы армирования и формы армирования.

Типы армирования

Стекловолокно
Углеродные или графитовые арамидные (кевларовые) волокна
Волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ)
Экзотические волокна (бор)
Наполнители в виде частиц (керамические наполнители (карбонат кальция, пирогенный кремнезем), металлические наполнители)

На Рисунке 1 показана кривая напряжения-деформации для некоторых типичных волокон, используемых в композитах.

Рис. 1. Напряжение растяжения в зависимости от деформации растяжения для различных армирующих материалов, обычно используемых в композитах (1)

Наиболее распространенным типом композитной арматуры является Е-стекло. Судя по данным напряжения-деформации, E-стекло имеет самый низкий модуль, но имеет относительно хорошую прочность на растяжение. Е-стекло также является самым недорогим стеклянным волокном. E-стекло обычно доступно во многих формах (см. Ниже). S-стекло обладает более высоким модулем упругости и прочностью на растяжение, но имеет более высокую стоимость по сравнению с E-стеклом. Двигаясь влево на рисунке 1, можно увидеть, что Kevlar 49 имеет более высокий модуль и прочность на растяжение по сравнению со стеклянными волокнами. Углеродные волокна имеют самые высокие модули, а высокопрочные углеродные волокна имеют примерно такую же прочность на растяжение, как Е-стекло, но со значительно более высоким модулем. Обратите внимание, что для высокомодульного углеродного волокна прочность на растяжение снижается, поэтому это волокно будет использоваться там, где модуль и жесткость будут более важными критериями проектирования. Таблица 2.1 в ссылке 1 дает хороший обзор свойств материалов (модуль растяжения, предел прочности при растяжении, предел прочности при растяжении, КТР и коэффициент Пуассона) для широкого спектра коммерческих армирующих волокон.

Общие формы армирования:

Непрерывные жгуты (однонаправленные)
Ткани и плетеные рукава (двунаправленные)
Непрерывные рубленые волокна (дискретные волокна и волокнистые маты)
Наполнители в виде частиц

На следующем рисунке схематически показаны различные формы армирования и то, как они используются в многослойной укладке в готовом композите.

Рис. 2. Основные строительные блоки армированных волокном композитов (1)

После выбора типа волокна (например, стекло, углерод, кевлар) в зависимости от применения выбирается форма. Однонаправленные волокна потенциально могут выдерживать большие нагрузки при использовании, но обычно их необходимо накладывать слоями в укладке для достижения желаемых свойств. Как видно на ламинате в левом нижнем углу рисунка 2, несколько однонаправленных слоев уложены друг на друга по координатам 0 ^o, 90 ^o и 45 ^o (0, 90, 45, 45, 45, 45, 45, 90,0) в симметричной раскладке. Преимущество тканых тканей заключается в том, что геометрия переплетения может быть адаптирована для придания требуемых свойств в направлениях X и Y. Тканые ткани имеют разные типы переплетения (полотняное/квадратное, саржевое, атласное) и могут иметь различное количество пряжи в направлениях X (основа) и Y (уток/наполнитель). Например, стеклоткани сатинового переплетения обладают хорошей драпируемостью (для формирования сложных криволинейных форм) и малой извитостью. Извитость представляет собой угол между пересекающимися волокнами, а более низкая извитость обеспечивает улучшенные механические свойства, поскольку более прямые волокна могут выдерживать более высокие нагрузки.

Композиты, изготовленные с использованием компаундов для объемного формования (BMC) и компаундов для формования листов (SMC), изготавливаются из рубленого стекловолокна. BMC обычно содержат беспорядочно ориентированные короткие нарезанные волокна E-стекла. Материалы SMC также изготавливаются с использованием случайно ориентированных рубленых волокон E-стекла. Как показано в правом нижнем углу рисунка 2, комбинация наружных слоев с однонаправленными волокнами может сочетаться с внутренними слоями, содержащими однонаправленные прерывистые (рубленые) волокна, для обеспечения требуемых механических свойств при заданной стоимости.

В следующих нескольких сообщениях мы углубимся в матричные смолы, используемые в типичных композитах. Композитный материал? (Полное руководство)

Композитный материал представляет собой комбинацию двух материалов с различными физическими и химическими свойствами. Когда они объединяются, они создают материал, специально предназначенный для выполнения определенной работы, например, для того, чтобы стать прочнее, легче или устойчивым к электричеству. Они также могут улучшить прочность и жесткость. Причина их использования по сравнению с традиционными материалами заключается в том, что они улучшают свойства своих основных материалов и применимы во многих ситуациях.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь, напишите нам, чтобы получить консультацию специалиста:

[email protected]

Содержание

История
Какие бывают типы?
Каковы преимущества?
Зачем их использовать?
Примеры

Человечество использует композиты тысячи лет. В 3400 г. до н.э. г. до н.э. жители Месопотамии в Ираке изобрели первые искусственные композиты. Древнее общество склеивало деревянные планки друг на друга под разными углами, чтобы получилась фанера. После этого примерно в 2181 г. до н.э. г. до н.э. египтяне начали делать посмертные маски из льна или папируса, пропитанного гипсом. Позже оба этих общества начали укреплять свои материалы соломой, чтобы укрепить глиняные кирпичи, глиняную посуду и лодки.

В 1200 г. н.э. г. монголы начали создавать композитные луки, которые были невероятно эффективны в то время. Они были сделаны из дерева, бамбука, кости, сухожилий крупного рогатого скота, рога и шелка, скрепленных сосновой смолой.

После промышленной революции синтетические смолы начали принимать твердую форму с помощью полимеризации. В 1900-е годы эти новые знания о химических веществах привели к созданию различных пластиков, таких как полиэстер, фенол и винил. Затем начали разрабатывать синтетические материалы, бакелит был создан химиком Лео Бакеландом. Тот факт, что он не проводил электричество и был термостойким, означал, что его можно было широко использовать во многих отраслях промышленности.

1930-е годы были невероятно важным временем для продвижения композитов. Стекловолокно было представлено Оуэнсом Корнингом, который также основал первую индустрию полимеров, армированных волокном (FRP). Смолы, разработанные в то время, все еще используются по сей день, а в 1936 были запатентованы ненасыщенные полиэфирные смолы. Два года спустя стали доступны системы смол с более высокими характеристиками.

Первое углеродное волокно было запатентовано в 1961 и затем стало коммерчески доступным. Затем, в середине 1990-х годов, в году композиты стали все более широко применяться в производственных процессах и строительстве из-за их относительно низкой стоимости по сравнению с материалами, которые использовались ранее.

Композиты на Boeing 787 Dreamliner середина 2000-х обосновали их использование для высокопрочных приложений.

Некоторые распространенные композитные материалы включают:

Композит с керамической матрицей: Керамика, распределенная по керамической матрице. Это лучше, чем обычная керамика, поскольку они устойчивы к тепловому удару и устойчивы к разрушению

Композит с металлической матрицей : Металл, распределенный по всей матрице
Железобетон : Бетон, усиленный материалом с высокой прочностью на растяжение, таким как стальные арматурные стержни
Бетон, армированный стекловолокном : Бетон, залитый в структуру из стекловолокна с высоким содержанием диоксида циркония
Прозрачный бетон : Бетон, в который заключены оптические волокна
Искусственная древесина : Искусственная древесина в сочетании с другими дешевыми материалами. Одним из примеров может быть ДСП. В этом композите

также можно найти специальный материал, такой как шпон.

Фанера : Формованная древесина путем склеивания множества тонких слоев древесины вместе под разными углами
Искусственный бамбук : Полоски бамбукового волокна, склеенные вместе для изготовления доски. Это полезный композит, поскольку он имеет более высокую прочность на сжатие, растяжение и изгиб, чем древесина

Паркет : Квадрат из множества деревянных деталей, часто сложенных из твердой древесины. Продается как декоративный элемент
Древесно-пластиковый композит : Либо древесное волокно, либо мука, залитая в пластик
Древесное волокно, связанное цементом : Минерализованные деревянные детали, отлитые из цемента. Этот композит обладает изоляционными и акустическими свойствами
Стекловолокно : Стекловолокно в сочетании с пластиком, относительно недорогое и гибкое
Полимер, армированный углеродным волокном : Набор из углеродного волокна в пластике с высоким отношением прочности к весу
Сэндвич-панель : различные композиты, накладываемые друг на друга
Композитные соты : Набор композитов с множеством шестиугольников для образования сотовой формы.
Папье-маше : Бумага, переплетенная клеем. Их можно найти в поделках

Бумага с пластиковым покрытием : Бумага с пластиковым покрытием для повышения долговечности. Пример того, где это используется, — игральные карты

Синтактические пены : Легкие материалы, созданные путем наполнения металлов, керамики или пластика микрошариками. Эти баллоны изготавливаются из стекла, углерода или пластика

Низкая стоимость по сравнению с металлами
Гибкость дизайна
Устойчивость к широкому спектру химических агентов
Малый вес
Долговечность
Электрическая изоляция
Высокая ударопрочность

Снижение веса является одной из основных причин использования композитных материалов, а не обычных материалов для компонентов. Хотя композиты легче, они также могут быть прочнее других материалов, например, армированное углеродное волокно может быть в пять раз прочнее стали марки 1020 и иметь лишь одну пятую веса, что делает его идеальным для конструкционных целей.

Другим преимуществом использования композита перед обычным типом материала является термическая и химическая стойкость, а также электроизоляционные свойства. В отличие от обычных материалов, композиты могут иметь несколько свойств, которые редко встречаются в одном материале.

Композиты, армированные волокном, такие как пластик, армированный волокном (композиты FRP), находят все более широкое применение в разработке и производстве конечных продуктов для коммерческого использования.

Электрооборудование
Аэрокосмические конструкции
Инфраструктура
Трубы и резервуары
Каркас дома может быть выполнен из пластиковых ламинированных балок

Наш опыт

Компания TWI занимается исследованиями и разработками в области композитных материалов уже более 25 лет. Наш опыт охватывает все аспекты работы с композитами, включая проектирование, моделирование, обработку, ремонт, неразрушающий контроль, анализ отказов, соединение, дополнительные функциональные возможности (покрытия) и испытания.

Узнайте больше о том, как мы можем помочь в использовании композитов

Composites Joining

Компания TWI занимается исследованиями и разработками в области композитных материалов уже более 25 лет.

Проверка композитов – неразрушающий контроль (НК)

Растущее использование композитов обусловлено необходимостью изготовления легких, прочных, коррозионностойких и устойчивых к усталости конструкций.

Связанные часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как производятся композиты?

Композиты производятся с использованием одной из следующих технологий; мокрая укладка, напыление, компрессионное формование, литье под давлением, формование переноса смолы, вакуумная инфузия, намотка нитей, пултрузия и препрег.

Что такое углерод-углеродные композиты?

Доступность углеродных волокон в конце 1950-х годов привела к разработке улучшенных материалов, теперь известных как углерод-углеродные (C/C) композиты.

Полимерные композиты, армированные волокном: производство, свойства и применение

1. Яшас Говда Т.Г., Санджай М.Р., Субрахманья Бхат К., Мадху П., Сентамараиканнан П., Йогеша Б. С.С. Композиты из полимерной матрицы и натурального волокна: обзор. убедительный. англ. 2018;5:1446667. doi: 10.1080/23311916.2018.1446667. [CrossRef] [Google Scholar]

2. Шериф Г., Чуков Д., Чердынцев В., Торохов В. Влияние способа формования на механические свойства полиэфирсульфоновых композитов, армированных стекловолокном. Полимеры. 2019;11:1364. doi: 10.3390/polym11081364. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

3. Чуков Д., Нематуллоев С., Задорожный М., Чердынцев В., Степашкин А., Жеребцов Д. Структура, механические и термические свойства полифенилена углеродные волокна, пропитанные сульфидами и полисульфонами. Полимеры. 2019;11:684. doi: 10.3390/polym11040684. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

4. Линул Э., Лелл Д. , Мовахеди Н., Кодрин К., Фидлер Т. Компрессионные свойства цинковых синтактических пен при повышенных температурах. Композиции Часть Б англ. 2019;167:122–134. doi: 10.1016/j.compositesb.2018.12.019. [CrossRef] [Google Scholar]

5. Клайн Т.В., Халл Д. Введение в композитные материалы. 3-е изд. Издательство Кембриджского университета; Кембридж, Великобритания: 2019. [Google Scholar]

6. Zagho M.M., Hussein E.A., Elzatahry A.A. Последние обзоры функциональных полимерных композитов для биомедицинских применений. Полимеры. 2018;10:739. doi: 10.3390/polym10070739. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

7. Монтейро С.Н., де Ассис Ф.С., Феррейра К.Л., Симонасси Н.Т., Вебер Р.П., Оливейра М.С., Колорадо Х.А., Перейра А.С. полимерные композиты. Полимеры. 2018;10:246. дои: 10.3390/полым10030246. [Статья PMC free] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

8. Мовахеди Н., Линул Э. Квазистатическое сжатие труб, заполненных пеной из алюминиевого сплава ex-situ, в условиях повышенной температуры. Матер. лат. 2017; 206: 182–184. doi: 10.1016/j.matlet.2017.07.018. [CrossRef] [Google Scholar]

9. Чуков Д., Нематуллоев С., Торохов В., Степашкин А., Шериф Г., Чердынцев В. Влияние модификации поверхности углеродных волокон на их межфазное взаимодействие с полисульфоном. Результаты Физ. 2019;15:102634. doi: 10.1016/j.rinp.2019.102634. [CrossRef] [Google Scholar]

10. Linul E., Valean C., Linul P.A. Поведение на сжатие полужестких пенополиуретанов, армированных алюминиевыми микроволокнами. Полимеры. 2018;10:1298. doi: 10.3390/polym10121298. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

11. Yongxu D., Dong L., Libin L., Guangjie G. Последние достижения в области самовосстанавливающихся композитов графен/полимер. Полимеры. 2018;10:114. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

12. Лебретон Л.К.М., ван дер Цвет Дж., Дамстиг Дж.В., Слат Б., Андради А., Рейссер Дж. Речные выбросы пластика в мировой океан. Нац. коммун. 2017;8:15611. doi: 10. 1038/ncomms15611. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

13. Scaffaro R., Maio A., Lopresti F. Физические свойства зеленых композитов на основе полимолочной кислоты или Mater-Bi ^® с наполнителем Листья посидонии океанической. Композиции Часть. Приложение С. 2018; 112:315–327. doi: 10.1016/j.compositesa.2018.06.024. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

14. Scaffaro R., Maio A. Зеленый метод получения модифицированного наносиликатом оксида графена для ингибирования повторной агрегации наночастиц во время обработки расплава. хим. англ. Дж. 2017; 308:1034–1047. doi: 10.1016/j.cej.2016.09.131. [CrossRef] [Google Scholar]

15. Sun M., Sun X., Wang Z., Chang M., Li H. Влияние объемной доли сплава с памятью формы на ударные характеристики полимерных композитов. Полимеры. 2018;10:1280. doi: 10.3390/polym10111280. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

16. Феррейра Ф.В., Чивиданес Л.С., Гувейя Р.Ф., Лона Л.М. Ф. Обзор свойств и применения композитов на основе поли(бутиленадипат-ко-терефталата)-PBAT. Полим. англ. науч. 2017;59:E7–E15. doi: 10.1002/pen.24770. [CrossRef] [Google Scholar]

17. Dufresne A. Свойства обработки наноцеллюлозы и возможные применения. Курс. За. Отчет 2019; 5: 76–89. doi: 10.1007/s40725-019-00088-1. [CrossRef] [Google Scholar]

18. Хабиби Ю., Люсия Л.А., Рохас О.Дж. Нанокристаллы целлюлозы: химия, самосборка и применение. хим. Ред. 2010; 110:3479–3500. doi: 10.1021/cr9w. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

19. Ferreira F., Pinheiro I., de Souza S., Mei L., Lona L. Полимерные композиты, армированные натуральными волокнами и наноцеллюлозой, в автомобильной промышленности: краткий обзор . Дж. Компос. науч. 2019;3:51. doi: 10.3390/jcs3020051. [CrossRef] [Google Scholar]

20. Ardanuy M., Claramunt J., Toledo Filho R.D. Композиты на основе цемента, армированного целлюлозным волокном: обзор последних исследований. Констр. Строить. Матер. 2015;79: 115–128. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.01.035. [CrossRef] [Google Scholar]

21. Ardanuy M., Claramunt J., García-Hortal J.A., Barra M. Взаимодействие волокон и матрицы в композитах из цементного раствора, армированных целлюлозными волокнами. Целлюлоза. 2011; 18: 281–289. doi: 10.1007/s10570-011-9493-3. [CrossRef] [Google Scholar]

22. Балеа А., Фуэнте Э., Бланко А., Негро К. Наноцеллюлозы: материалы на природной основе для фиброцементных композитов. Критический обзор. Полимеры. 2019;11:518. дои: 10.3390/полым11030518. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

23. Голевский Г.Л. Определение трещиностойкости бетонов, содержащих кремнистую золу-унос, при III режиме нагружения. Структура англ. мех. 2017;62:1–9. doi: 10.12989/sem.2017.62.1.001. [CrossRef] [Google Scholar]

24. Голевски Г.Л. Влияние добавки золы-уноса на трещиностойкость простого бетона при третьей модели разрушения. Дж. Гражданский. англ. Управление 2017;23:613–620. doi: 10. 3846/13923730.2016.1217923. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

25. Пикеринг К.Л., Эфенди М.Г.А., Ле Т.М. Обзор последних разработок в области композитов из натуральных волокон и их механических характеристик. Композиции Часть. А-прил. С. 2016; 83:98–112. doi: 10.1016/j.compositesa.2015.08.038. [CrossRef] [Google Scholar]

26. Алвес Фиделис М.Е., Перейра Т.В.К., Гомеш О.Ф.М., де Андраде Сильва Ф., Толедо Филью Р.Д. Влияние морфологии волокна на прочность натуральных волокон на растяжение. Дж. Матер. Рез. Технол. 2013;2:149–157. doi: 10.1016/j.jmrt.2013.02.003. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

27. Лотфи А., Ли Х., Дао Д.В., Прусти Г. Композиты, армированные натуральным волокном: обзор материала, изготовления и обрабатываемости. Дж. Компос. 2019 г.: 10.1177/0892705719844546. [CrossRef] [Google Scholar]

28. Пегоретти А., Фаббри Э., Мильяреси С., Пилати Ф. Внутрислойные и межслойные гибридные композиты на основе тканых материалов из Е-стекла и поливинилового спирта: прочность на растяжение и ударные свойства. Полим. Междунар. 2004;53:1290–1297. doi: 10.1002/pi.1514. [CrossRef] [Академия Google]

29. Мехдихани М., Горбатых Л., Верпоест И., Ломов С.В. Пустоты в полимерных композитах, армированных волокном: обзор их образования, характеристик и влияния на механические характеристики. Дж. Компос. Матер. 2018;53:1579–1669. doi: 10.1177/0021998318772152. [CrossRef] [Google Scholar]

30. Диксон А.Н., Росс К.А., Доулинг Д.П. Аддитивное производство тканых углеродных полимерных композитов. Композиции Структура 2018;206:637–643. doi: 10.1016/j.compstruct.2018.08.091. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

31. Альтенбах Х., Альтенбах Дж., Киссинг В. Механика составных конструкционных элементов. Спрингер; Сингапур: 2004 г. Классификация композитных материалов; стр. 1–14. [CrossRef] [Google Scholar]

32. Panthapulakkal S., Raghunanan L., Sain M., Birat K.C., Tjong J. Термопластичные композиты из натуральных и гибридных волокон. Зеленый композит. 2017 г.: 10.1016/b978-0-08-100783-9. 00003-4. [CrossRef] [Google Scholar]

33. Наир А.Б., Джозеф Р. Химия, производство и применение натурального каучука. Издательство Вудхед; Sawston, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2014. Экологически чистые биокомпозиты с использованием матриц из натурального каучука (NR) и армирующих натуральных волокон. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

34. Агарвал Б.Д., Браутман Л.Дж., Чандрашекхара К. Анализ и характеристики волокнистых композитов. Джон Уайли и сыновья; Хобокен, Нью-Джерси, США: 2017. [Google Scholar]

35. Диксит С., Гоэл Р., Дубей А., Ахивхаре П.Р., Бхалави Т. Полимерные композиционные материалы, армированные натуральным волокном. Обзор. Полим. Продлить. Ресурс. 2017; 8:71–78. doi: 10.1177/204124791700800203. [CrossRef] [Google Scholar]

36. Арун Кумар Д.Т., Кошик В.П., Рагхавендра Р.П.С. Прочность на растяжение и ударные свойства полипропилена, армированного джутом/стеклом и джутом/углеродным волокном. Дж. Полим. Композиции 2016; 4:35–39. [Google Scholar]

37. Hempalaya Разница между конопляным и льняным волокном. [(по состоянию на 8 мая 2019 г.)]; 2019 г. Доступно в Интернете: https://hempalaya.com/blogs/news/der-unterschied-zwischen-hanf-und-leinen-fasern

38. Sunstrands The Basics of Kenaf Fiber and Херд. [(по состоянию на 8 мая 2019 г.)]; 2019 г. Доступно в Интернете: https://www.sunstrands.com/2019/the-uses-of-kenaf-fiber/

39. Политика и исследования ручного ткацкого станка Индира Ганди Криши Вишвавидьялая (IGKV ) Достигает прорыва в получении льняной пряжи с помощью льняного растения. [(по состоянию на 10 мая 2019 г.)];2017 Доступно онлайн: https://www.unnatisilks.com/blog/indira-gandhi-krishi-vishvavidyalaya-igkv-achieves-a-breakthrough-in-getting-linen-yarn-using-the-flax-plant /

40. Отбор образцов текстильной школы из тюков хлопка. [(по состоянию на 12 мая 2019 г.)]; 2019 г. Доступно в Интернете: https://www.textileschool.com/469/sampling-from-cotton-bales/

41. Лидия Грозданик Студенты используют рисовую шелуху для строительства доступных домов в Филиппины. [(по состоянию на 13 мая 2019 г.)]; 2017 г. Доступно в Интернете: https://inhabitat.com/students-use-rice-husks-to-built-apfordable-homes-in-the-philippines/

42. Джутовый геотекстиль Deyute, геотекстиль Джутовое волокно 732 г/м ² 122 см. [(по состоянию на 13 мая 2019 г.)]; 2019 г. Доступно в Интернете: https://www.deyute.com/product/geotextiles-natural-fibers/91

43. Backyard Poultry Contributor Chicken Feather & Skin Development. [(по состоянию на 13 мая 2019 г.)]; 2019 г. Доступно в Интернете: https://backyardpoultry.iamcountryside.com/chickens-101/chicken-feather-skin-development/

44. Tanmay Halaye Ramie Fiber Market: конкурентное исследование и точный прогноз 2019до 2025 г. [(по состоянию на 17 мая 2019 г.)]; 2019 г. Доступно в Интернете: https://themarketresearchnews.com/2019/04/02/ramie-fiber-market-competitive-research-and-precise-outlook-2019-to -2025/

45. Textile Learner Abaca Fiber (Manila Hemp) Использование/применение волокна Abaca. [(по состоянию на 17 мая 2019 г.)]; 2013 г. Доступно в Интернете: https://textilelearner.blogspot.com/2013/04/abaca-fiber-manila-hemp-usesapplication.html

46. Администратор Fertilefibre Как мы производим торф -Бесплатные кокосовые компосты. [(по состоянию на 21 мая 2019 г.)];2008 Доступно на сайте: https://www.fertilefibre.com/blog/peat-free-environment/coir-composts/

47. Преимущества использования натуральных волокон в композитах для прудов. [(по состоянию на 22 мая 2019 г.)]; 2017 г. Доступно в Интернете: https://pond.global/advantages-of-using-natural-fibre-applications-in-composites/

48. Black and Beautiful The Luffa / Loofah Skincare Преимущества. [(по состоянию на 24 мая 2019 г.)]; 2015 г. Доступно в Интернете: https://blackandbeautiful.fr/blog/en/2015/04/08/the-luffa-skincare-benefits/

49. BabaMu, Волокна сизаля. [(по состоянию на 4 июня 2019 г.)]; 2019 г. Доступно в Интернете: https://pixabay.com/photos/sisal-sisal-fibers-sisal-palm-4319997/

50. Текстильные свойства бананового волокна для учащихся, процесс производства Банановое волокно, применение бананового волокна. [(по состоянию на 4 июня 2019 г.)]; 2014 г. Доступно в Интернете: https://textilelearner.blogspot.com/2014/01/properties-of-banana-fiber.html

51. Beyond Materials, базальтовое волокно. [(по состоянию на 11 июня 2019 г.)]; Доступно онлайн: https://beyondmaterials.com.au/2019/03/16/базальтовое волокно/

52. Технический углерод, Углерод. [(по состоянию на 15 июня 2019 г.)]; Доступно в Интернете: http://carbon-website.000webhostapp.com

53. Sanjay Impex Fiberglass Scree. [(по состоянию на 16 июня 2019 г.)]; Доступно на сайте: http://sanjayimpex.com/fiber-glass.html

54. Sathishkumar T., Naveen J., Satheeshkumar S. Гибридные полимерные композиты, армированные волокном. Обзор. Дж. Рейнф. Пласт. Комп. 2014; 33: 454–471. doi: 10.1177/0731684413516393. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

55. Рахман Р., Жафер Фирдаус С.П.С. Механические и физические испытания биокомпозитов, армированных волокном композитов и гибридных композитов. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2019. Прочностные свойства натуральных и синтетических полимерных композитов, армированных волокном; стр. 81–102. [CrossRef] [Google Scholar]

56. Джаваид М., Тарик М., Саба Н. Механические и физические испытания биокомпозитов, армированных волокном композитов и гибридных композитов. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2019 г.. [CrossRef] [Google Scholar]

57. Раджак Д.К., Пагар Д.Д., Кумар Р., Прунку К. Недавний прогресс в области армирующих материалов: всесторонний обзор композитных материалов. Дж. Матер. Рез. Технол. 2019 г.: 10.1016/j.jmrt.2019.09.068. [CrossRef] [Google Scholar]

58. Галия М.А., Абдельрасул А. Механические и физические испытания биокомпозитов, армированных волокном композитов и гибридных композитов. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2019. Прочность на сжатие и разрушение полимеров, армированных натуральными и синтетическими волокнами; стр. 123–140. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

59. Абделлауи Х., Раджи М., Эссабир Х., Буфид Р., Кайсс А. Механические и физические испытания биокомпозитов, армированных волокном композитов и гибридных композитов. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2019. Механическое поведение гибридных композитов на основе углерода и натуральных волокон; стр. 103–122. [CrossRef] [Google Scholar]

60. Пракаш С. Экспериментальное исследование поверхностных дефектов при маломощном лазерном гравировании СО ₂ полимерного композита, армированного стекловолокном. Полим. Композиции 2019doi: 10.1002/pc.25339. [CrossRef] [Google Scholar]

61. Чалмерс Д.В. Опыт проектирования и производства морских конструкций из стеклопластика. Мар. Структура. 1991; 4: 93–115. doi: 10.1016/0951-8339(91)

-4. [CrossRef] [Google Scholar]

62. Unterweger C., Brüggemann O., Fürst C. Синтетические волокна и термопластичные полимеры, армированные короткими волокнами: свойства и характеристика. Полим. Композиции 2013; 35: 227–236. doi: 10.1002/pc.22654. [CrossRef] [Google Scholar]

63. Yi X.S. Многофункциональность полимерных композитов. Издательство Уильяма Эндрю; Оксфорд, Великобритания: 2015. Разработка многофункциональных композитов для аэрокосмического применения; стр. 367–418. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

64. Хаим А. Устойчивость и вибрации тонкостенных композитных конструкций. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2017. Устойчивость композитных панелей со стрингерами; стр. 461–507. [CrossRef] [Google Scholar]

65. Чанг Д.Д.Л. Углеродные композиты: композиты с углеродными волокнами, нановолокнами и нанотрубками. Эльзевир Наука; Амстердам, Нидерланды: 2017. Введение в углеродные композиты; стр. 88–160. [CrossRef] [Google Scholar]

66. Nobe R., Qiu J., Kudo M., Ito K., Kaneko M. Влияние содержания SCF, скорости инъекции и содержания CF на морфологию и свойства растяжения микроклеточной инъекции — формованные композиты CF/PP. Полим. англ. науч. 2019;59:1371–1380. doi: 10.1002/pen.25120. [CrossRef] [Google Scholar]

67. Xu Z., Gao C. Графеновое волокно: новая тенденция в углеродных волокнах. Матер. Сегодня. 2015;18:480–492. doi: 10.1016/j.mattod.2015.06.009. [CrossRef] [Google Scholar]

68. Шринивасулу Б., Рамджи Б., Нагарал М. Обзор композитов с полимерной матрицей, армированной графеном. Матер. Сегодня: Тез. 2018;5:2419–2428. doi: 10.1016/j.matpr.2017.11.021. [CrossRef] [Google Scholar]

69. Li Y., Wang S., Wang Q. Моделирование молекулярной динамики улучшения механических и трибологических свойств полимерных композитов путем введения графена. Углерод. 2017; 111: 538–545. doi: 10.1016/j.carbon.2016.10.039. [CrossRef] [Google Scholar]

70. Zhao X., Wang X., Wu Z., Keller T., Vassilopoulos A.P. Влияние температуры на усталостные характеристики полимерных композитов, армированных базальтовым волокном. Полим. Композиции 2018;40:2273–2283. doi: 10.1002/pc.25035. [CrossRef] [Google Scholar]

71. Сингх Т.Дж., Саманта С. Характеристика кевларового волокна и его композитов: обзор. Матер. Сегодня: Тез. 2015;2:1381–1387. doi: 10.1016/j.matpr.2015.07.057. [CrossRef] [Google Scholar]

72. Омрани Э., Менезес П.Л., Рохатги П.К. Современное состояние трибологических свойств композитов с полимерной матрицей, армированных натуральными волокнами, в мире экологически чистых материалов. англ. науч. Технол. Междунар. Дж. 2016; 19: 717–736. doi: 10.1016/j.jestch.2015.10.007. [CrossRef] [Google Scholar]

73. Уахим В., Зари Н., Буфид Р., Кайсс А. Механические и физические испытания биокомпозитов, армированных волокном композитов и гибридных композитов. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2019. Механические характеристики термореактивных композитов на основе натуральных волокон; стр. 43–60. [CrossRef] [Google Scholar]

74. Чанд Н., Фахим М. Полимерные композиты, армированные сизалем. Трибол. Нац. Волокно Полим. Композиции 2008 г.: 10.1533/9781845695057,84. [CrossRef] [Google Scholar]

75. Сентилкумар К., Саба Н., Раджини Н., Чандрасекар М., Джаваид М., Сиенгчин С., Алотман О.Ю. Оценка механических свойств полимерных композитов, армированных сизалевым волокном: обзор. Констр. Строить. Матер. 2018; 174: 713–729. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.143. [CrossRef] [Google Scholar]

76. Саксена М., Паппу А., Хак Р., Шарма А. Целлюлозные волокна: био- и нанополимерные композиты. Спрингер; Берлин/Гейдельберг, Германия: 2011. Полимерные композиты на основе сизалевых волокон и их применение; стр. 589–659. [CrossRef] [Google Scholar]

77. Шахзад А. Конопляное волокно и его композиты. Обзор. Дж. Компос. Матер. 2011;46:973–986. doi: 10.1177/0021998311413623. [CrossRef] [Google Scholar]

78. Саллинз Т., Пиллэй С., Комус А., Нин Х. Полипропиленовые композиты, армированные конопляным волокном: влияние обработки материалов. Композиции Часть. B-англ. 2017;114:15–22. doi: 10.1016/j.compositesb.2017.02.001. [CrossRef] [Google Scholar]

79. Очи С. Механические свойства волокон кенафа и композитов кенафа/ПЛА. мех. Матер. 2008;40:446–452. doi: 10.1016/j.mechmat.2007.10.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

80. Chin C.W., Yousif B.F. Потенциал волокон кенафа в качестве армирующего материала для трибологических применений. Носить. 2009; 267:1550–1557. doi: 10.1016/j.wear.2009.06.002. [CrossRef] [Google Scholar]

81. Абди Б., Азван С., Абдулла М.Р., Айоб А. Поведение композитных материалов из волокна кенафа при изгибе и растяжении. Матер. Рез. иннов. 2014;18:S6–S184. doi: 10.1179/1432891714Z.000000000954. [CrossRef] [Google Scholar]

82. Ben Mlik Y., Jaouadi M., Rezig S., Koffi F., Slah M., Durand B. Полиэфирные композиты, армированные волокном Kenaf: характеристика изгиба и статистический анализ. Дж. Текст. Инст. 2017;109: 713–722. doi: 10.1080/00405000.2017.1365580. [CrossRef] [Google Scholar]

83. Хуан К., Тран Л.К.Н., Куримун У., Тео В.С., Ли Х.П. Виброакустические свойства и шумоизоляция полипропиленовых композитов, армированных льняным волокном. Дж. Нат. Волокна. 2019;16:729–743. doi: 10.1080/15440478.2018.1433096. [CrossRef] [Google Scholar]

84. Гутианос С., Пейс Т., Нистром Б., Скриварс М. Разработка текстильных армирующих материалов на основе льняного волокна для композитных материалов. заявл. Композиции Матер. 2006;13:199–215. doi: 10.1007/s10443-006-9010-2. [CrossRef] [Google Scholar]

85. Хабиби М., Лаперьер Л., Махи Хассанабади Х. Замена сшивания и плетения в производстве армирующих материалов из натуральных волокон, часть 2: Механические свойства композитных ламинатов из льняного волокна. Дж. Нат. Волокна. 2018 г.: 10.1080/15440478.2018.1494079. [CrossRef] [Google Scholar]

86. Chen D., Pi C., Chen M., He L., Xia F., Peng S. Амплитудно-зависимые демпфирующие свойства термопластичных композитов, армированных волокнами рами, с различным содержанием волокна. . Полим. Композиции 2019;40:2681–2689. doi: 10.1002/pc.25066. [CrossRef] [Google Scholar]

87. Ду Ю., Ян Н., Корчот М.Т. Использование волокон рами в качестве армирующих материалов. Биофибра Reinf. Композиции Матер. 2015 г.: 10.1533/9781782421276.1.104. [CrossRef] [Google Scholar]

88. Маджид К., Арджманди Р., Аль-Маадид М.А., Хассан А., Али З., Хан А.У., Хуррам М.С., Инува И.М., Ханам П.Н. Лигноцеллюлозное волокно и композиционные материалы на основе биомассы. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2017. Структурные свойства рисовой шелухи и композитов на ее полимерной матрице; стр. 473–49.0. [CrossRef] [Google Scholar]

89. Arjmandi R., Hassan A., Majeed K., Zakaria Z. Полимерные композиты, наполненные рисовой шелухой. Междунар. Дж. Полим. науч. 2015;2015:1–32. дои: 10.1155/2015/501471. [CrossRef] [Google Scholar]

90. Wang Y., Wu H., Zhang C., Ren L., Yu H., Galland M.A., Ichchou M. Параметры акустических характеристик композитов полиуретан/рисовая шелуха. Полим. Композиции 2018;40:2653–2661. doi: 10.1002/pc.25060. [CrossRef] [Google Scholar]

91. Верма А., Неги П., Сингх В.К. Экспериментальный анализ эпоксидной смолы, трансформированной углеродным остатком: гибридный композит из волокна куриного пера. Полим. Композиции 2018;40:2690–2699. doi: 10.1002/pc.25067. [CrossRef] [Google Scholar]

92. Дас С., Сингха А.К., Чаудхури А., Гангули П.К. Изменение свойств джутового волокна по длине и его влияние на джут-полиэфирный композит. Дж. Текст. Инст. 2019;110:1695–1702. doi: 10.1080/00405000.2019.1613735. [CrossRef] [Google Scholar]

93. Хан Дж.А., Хан М.А. Армирование биоволокном в композитных материалах. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2015. Использование джутовых волокон в качестве армирующих материалов в композитах; стр. 3–34. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

94. Мунде Ю.С., Ингле Р.Б., Сива И. Исследование по оценке характеристик вибрации и демпфирования полипропиленовых композитов, армированных кокосовым волокном. Доп. Матер. Процесс. Технол. 2018; 4: 639–650. doi: 10.1080/2374068X.2018.1488798. [CrossRef] [Google Scholar]

95. Верма Д., Шандиля А.К., Гупта А. Армирование кокосовым волокном и его применение в полимерных композитах: обзор. Дж. Матер. Окруж. науч. 2013; 4: 263–276. [Google Scholar]

96. Чоллакуп Р., Смиттипонг В., Конгтуд В., Тантатердтам Р. Полиэтиленовые сырые композиты, армированные целлюлозными волокнами (кокосовые и пальмовые волокна): влияние обработки поверхности волокна и содержания волокна. Дж. Адхес. науч. Технол. 2013;27:1290–1300. doi: 10.1080/01694243.2012.694275. [CrossRef] [Google Scholar]

97. Liu Y., Ma Y., Yu J., Zhuang J., Wu S., Tong J. Разработка и характеристика фрикционных композитов, армированных волокнами абаки, обработанных щелочью. Композиции Интерфейс. 2019;26:67–82. doi: 10.1080/09276440.2018.1472456. [CrossRef] [Google Scholar]

98. Panneerdhass R., Gnanavelbabu A., Rajkumar K. Механические свойства эпоксидно-полимерных гибридных композитов, армированных волокном люффы и земляным орехом. Обработано англ. 2014;97: 2042–2051. doi: 10.1016/j.proeng.2014.12.447. [CrossRef] [Google Scholar]

99. Бисен Х.Б., Хирвани С.К., Сатанкар Р.К., Панда С.К., Мехар К. , Патель Б. Численное исследование частоты и реакции на изгиб армированного натуральным волокном (Luffa) полимерного композита и экспериментальная проверка. Дж. Нат. Волокна. 2018 г.: 10.1080/15440478.2018.1503129. [CrossRef] [Google Scholar]

100. Лабан О., Махди Э. Способность к поглощению энергии композитных квадратных и прямоугольных труб из хлопкового волокна и эпоксидной смолы. Дж. Нат. Волокна. 2016;13:726–736. [Академия Google]

101. Пантапулаккал С., Сайн М. Литые под давлением гибридные композиты из короткого пенькового волокна и полипропилена, армированного стекловолокном. Механические, водопоглощающие и термические свойства. Дж. Заявл. Полим. науч. 2006; 103: 2432–2441. doi: 10.1002/app.25486. [CrossRef] [Google Scholar]

102. Hanan F., Jawaid M., Md Tahir P. Механические характеристики двухслойных гибридных композитов на основе эпоксидной смолы, армированных волокном пальмового масла и кенафа. Дж. Нат. Волокна. 2018 г.: 10.1080/15440478.2018.1477083. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

103. Рамеш М., Бхупати Р., Дипа С., Сасикала Г. Экспериментальное исследование морфологических, физических и сдвиговых свойств гибридных композитных ламинатов, армированных льняными и углеродными волокнами. Дж. Чин. Доп. Матер. соц. 2018;6:640–654. doi: 10.1080/22243682.2018.1534609. [CrossRef] [Google Scholar]

104. Сволфс Ю., Горбатых Л., Верпоест И. Гибридизация волокон в полимерных композитах: обзор. Композиции Часть. А-прил. С. 2014; 67: 181–200. doi: 10.1016/j.compositesa.2014.08.027. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

105. Сволфс Ю., Верпоест И., Горбатих Л. Последние достижения в области волокнисто-гибридных композитов: выбор материалов, возможности и области применения. Междунар. Матер. 2018; 64:181–215. doi: 10.1080/09506608.2018.1467365. [CrossRef] [Google Scholar]

106. Abhemanyu PC, Prassant E., Kumar T.N., Vidhyasagar R., Marimuthu K.P., Pramod R. Материалы конференции AIP. Том 2080. Издательство AIP; Мелвилл, штат Нью-Йорк, США: 2019. Характеристика полимерных композитов, армированных натуральным волокном; п. 020005. [Google Академия]

107. Чавла Н., Шен Ю.Л. Механическое поведение композитов с металлической матрицей, армированных частицами. Доп. англ. Матер. 2001; 3: 357–370. doi: 10.1002/1527-2648(200106)3:6<357::AID-ADEM357>3.0.CO;2-I. [CrossRef] [Google Scholar]

108. Маллик П. Армированные волокном композиты: материалы, производство и дизайн. 3-е изд. КПР Пресс; Boca Raton, FA, USA: 2007. [Google Scholar]

109. Tanzi M.C., Farè S. In: Foundations of Biomaterials Engineering. Мэтью Д., редактор. Эльзевир; Амстердам, Нидерланды: Academic Press; Лондон, Великобритания: 2019 г.. [Google Scholar]

110. Маникам Г., Бхарат А., Дас А.Н., Чандра А., Баруа П. Поведение термоупругой стабильности криволинейных композитных ламинатов, армированных волокном, с различными граничными условиями. Полим. Композиции 2018;40:2876–2890. doi: 10.1002/pc.25116. [CrossRef] [Google Scholar]

111. Фанг К. Технологии инкапсуляции для электронных приложений. 2-е изд. Эльзевир; Амстердам, Нидерланды: 2019. стр. 123–181. [Google Scholar]

112. Адитья Нараяна Д., Ганапатия М., Прадьюмна Б. Исследование термоупругого выпучивания слоистых композитных оболочек переменной жесткости с использованием метода конечных элементов, основанного на теории высшего порядка. Композиции Структура 2018;211:24–40. doi: 10.1016/j.compstruct.2018.12.012. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

113. Келли Дж., Мохаммади М. Одноосное растяжение автомобильных капотов из формованных листов из композитных материалов с различным содержанием волокна при квазистатических скоростях деформации. мех. Рез. коммун. 2018;87:42–52. doi: 10.1016/j.mechrescom.2017.12.007. [CrossRef] [Google Scholar]

114. Балакришнан П., Джон М.Дж., Потен Л., Шрикала М.С., Томас С. Усовершенствованные композитные материалы для аэрокосмической техники. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2016. Композиты из натуральных волокон и полимерной матрицы и их применение в аэрокосмической технике; стр. 365–383. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

115. Верма Д., Сенал И. Полимерные композиты, армированные натуральными волокнами. БиомассаМатериал на основе биополимера. Биоэнергетика. 2007; 44:129. doi: 10.1016/b978-0-08-102426-3.00006-0. [CrossRef] [Google Scholar]

116. Кумар Р., Уль Хак М.И., Райна А., Ананд А. Промышленное применение полимерных композитов, армированных натуральным волокном – проблемы и возможности. Междунар. Дж. Сустейн. англ. 2019;12:212–220. doi: 10.1080/19397038.2018.1538267. [CrossRef] [Google Scholar]

117. Менезес П.Л., Рохатги П.К., Ловелл М.Р. Зеленая трибология. Спрингер; Берлин/Гейдельберг, Германия: 2012 г. Исследования трибологических свойств полимерного композита, армированного натуральным волокном; стр. 329–345. [CrossRef] [Google Scholar]

118. Венкатачалам Н., Наванитакришнан П., Раджсекар Р., Шанкар С. Влияние методов предварительной обработки на свойства композитов из натуральных волокон: обзор. Полим. Полим. Композиции 2016; 24: 555–566. doi: 10.1177/09673

02400715. [CrossRef] [Google Scholar]

119. Джаматиа Р., Деб А. Эффект размера в бетоне, ограниченном FRP, при осевом сжатии. Дж. Компос. Констр. 2017;21:04017045. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000825. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

120. Винсент Т., Озбаккалоглу Т. Влияние ориентации волокон и состояния концов образцов на осевое сжатие бетона, ограниченного FRP. Констр. Строить. Матер. 2013;47:814–826. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.05.085. [CrossRef] [Google Scholar]

121. Озбаккалоглу Т. Поведение при сжатии заполненных бетоном трубных колонн из стеклопластика: оценка критических параметров колонны. англ. Структура 2013; 51: 188–199. doi: 10.1016/j.engstruct.2013.01.017. [CrossRef] [Академия Google]

122. Озбаккалоглу Т., Винсент Т. Поведение при осевом сжатии круглых высокопрочных железобетонных труб из стеклопластика. Дж. Компос. Констр. 2014;18:04013037. doi: 10.1061/(ASCE)CC. 1943-5614.0000410. [CrossRef] [Google Scholar]

123. Чаттопадхьяй С.К., Хандал Р.К., Уппалури Р., Гошал А.К. Полипропиленовые композиты, армированные бамбуковым волокном, и их механические, термические и морфологические свойства. Дж. Заявл. Полим. науч. 2010; 119:1619–1626. doi: 10.1002/app.32826. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

124. Чжао Ю.К., Чжоу Ю., Хуан З.М., Батра Р.К. Экспериментальное и микромеханическое исследование однонаправленной прочности композита T300/7901. Полим. Композиции 2018;40:2639–2652. doi: 10.1002/pc.25059. [CrossRef] [Google Scholar]

125. Чанг Д.Д.Л. Углеродные композиты: композиты с углеродными волокнами, нановолокнами и нанотрубками. Эльзевир Наука; Амстердам, Нидерланды: 2017. Полимерно-матричные композиты: структура и обработка; стр. 161–217. [CrossRef] [Академия Google]

126. Буас П., изд. Достижения в области производства композитов и проектирования процессов. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2015. [Google Scholar]

127. Баласубраманиан К., Султан М.Т.Х., Раджесвари Н. Устойчивые композиты для аэрокосмических приложений. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2018. Технологии производства композитов для аэрокосмических применений; стр. 55–67. [CrossRef] [Google Scholar]

128. Гасконс М., Бланко Н., Маттис К. Эволюция производственных процессов для армированных волокном термореактивных резервуаров, сосудов и бункеров: обзор. IIE Транс. 2012; 44: 476–489.. doi: 10.1080/0740817X.2011.5

. [CrossRef] [Google Scholar]

129. Холмс М. Большие объемы композитов для автомобильной промышленности. Уточнить Пласт. 2017;61:294–298. doi: 10.1016/j.repl.2017.03.005. [CrossRef] [Google Scholar]

130. Ганге А., Коппад П.Г., Нагамадху М., Киваде С., Мурти К.В.С. Исследование механических свойств биоразлагаемых композитов, армированных банановой тканью, обработанной щелочью. Композиции коммун. 2019;13:47–51. doi: 10.1016/j.coco.2019. 02.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

131. Элкингтон М., Блум Д., Уорд С., Чатзимихали А., Поттер К. Ручная укладка: Понимание ручного процесса. Доп. Произв. Полим. Композиции науч. 2015;1:138–151. [Google Scholar]

132. Джамир М.Р.М., Маджид М.С.А., Хасри А. Устойчивые композиты для аэрокосмических приложений. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2018. Натуральные легкие гибридные композиты для конструкционных применений самолетов; стр. 155–170. [CrossRef] [Google Scholar]

133. Перна А.С., Вискузи А., Астарита А., Боккаруссо Л., Каррино Л., Дуранте М., Сансоне Р. Изготовление металломатричного композитного покрытия на полимерно-матричном композите методом метод холодного газодинамического напыления. Дж. Матер. англ. Выполнять. 2019;28:3211–3219. doi: 10.1007/s11665-019-03914-6. [CrossRef] [Google Scholar]

134. Маркес А.Т. Волокнистые и композитные материалы для гражданского строительства. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2011. Технологии производства композитов, армированных волокнистыми материалами; стр. 191–215. [CrossRef] [Google Scholar]

135. Эрвина Дж., Галеб З.А., Хамдан С., Мариатти М. Коллоидная стабильность суспензий углеродных нанотрубок на водной основе в процессе электрофоретического осаждения: влияние приложенного напряжения и времени осаждения. Композиции Часть. Приложение науч. 2018; 117:1–10. doi: 10.1016/j.compositesa.2018.11.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

136. Carruthers J. Обзор процесса вакуумной упаковки, Coventive Composites. [(по состоянию на 13 июля 2019 г.)]; 2018 г. Доступно в Интернете: https://coventivecomposites.com/explainers/what-is-vacuum-bagging/

137. Аван Ф.С., Фахар М.А., Хан Л.А., Захир У., Хан А.Ф., Субхани Т. Межфазные механические свойства иерархических композитов с эпоксидной матрицей из углеродных нанотрубок, осажденных из углеродных нанотрубок. Композиции Интерфейс. 2018;25:681–699. doi: 10.1080/09276440.2018.1439620. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

138. Меола С., Боккарди С., Карломаньо Г. Инфракрасная термография в оценке аэрокосмических композитных материалов: инфракрасная термография для композитов. Эльзевир Наука; Амстердам, Нидерланды: 2017. Композитные материалы в авиационной промышленности; стр. 1–24. [CrossRef] [Google Scholar]

139. Ахмад Н., Билал И., Хаттак С. Использование полиэфира в производстве электротехнических и механических изделий и узлов. Полиэст.Производ. Характер. иннов. заявл. 2018 г.: 10.5772/intechopen.74368. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

140. Дэвис Д.К., Менса Т.О. Изготовление и усталость армированных волокном полимерных нанокомпозитов — инструмент контроля качества. В: Менса Т.О., Ван Б., Ботун Г., Винтер Дж., Дэвис В., редакторы. Коммерциализация нанотехнологий: производственные процессы и продукты. Джон Уайли и сыновья; Хобокен, Нью-Джерси, США: 2017. [CrossRef] [Google Scholar]

141. Ялчинкая М.А., Гулоглу Г.Э., Пишвар М., Амирхосрави М., Созер М., Алтан М.К. Инфузия под давлением (PI): новый и улучшенный процесс формования жидких композитов. Дж. Мануф. науч. англ. 2018;141:011007. дои: 10.1115/1.4041569. [CrossRef] [Google Scholar]

142. Plummer C.J.G., Bourban P.E., Månson J.A. Композиты с полимерной матрицей: Матрицы и обработка. Ссылка Модуль. Матер. науч. Матер. англ. 2016 г.: 10.1016/b978-0-12-803581-8.02386-9. [CrossRef] [Google Scholar]

143. Исикава Х., Такаги Х., Накагайто А.Н., Ясудзава М., Гента Х., Сайто Х. Влияние обработки поверхности на механические свойства текстильных композитов из натуральных волокон, изготовленных методом VaRTM. . Композиции Интерфейс. 2014;21:329–336. doi: 10.1080/15685543.2013.876322. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

144. Митчанг П., Хильдебрандт К. Передовые материалы в автомобилестроении. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2012. Технологии литья полимеров и композитов для автомобильной промышленности; стр. 210–229. [CrossRef] [Google Scholar]

145. Park C.H., Lee W.I. Технологии производства композитов с полимерной матрицей (PMC), Woodhead Publishing; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2012. Компрессионное формование композитов с полимерной матрицей; стр. 47–94. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

146. Матвеенко В.П., Кошелева Н.А., Шардаков И.Н., Воронков А.А. Регистрация температуры и деформации волоконно-оптическим тензодатчиком в производстве полимерных композиционных материалов. Междунар. Дж. Смарт Нано Матер. 2018;9:99–110. doi: 10.1080/19475411.2018.1450791. [CrossRef] [Google Scholar]

147. Biswas B., Hazra B., Sarkar A., Bandyopadhyay N.R., Mitra BC, Sinha A. Влияние включения ZrO ² на ненасыщенные полиэфирные композиты, армированные сизалевым волокном. Полим. Композиции 2018;40:2790–2801. doi: 10.1002/pc.25087. [CrossRef] [Google Scholar]

148. Singh J.I.P., Singh S., Dhawan V. Влияние температуры отверждения на механические свойства полимерных композитов, армированных натуральным волокном. Дж. Нат. Волокна. 2017; 15: 687–696. doi: 10.1080/15440478.2017.1354744. [CrossRef] [Google Scholar]

149. Ramôa Correia J. Усовершенствованные армированные волокном полимерные (FRP) композиты для структурных применений. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2013. Пултрузия передовых композитов из армированного волокном полимера (FRP); стр. 207–251. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

150. Верма Д., Джоши Г., Дабрал Р., Лакхера А. Механические и физические испытания биокомпозитов, армированных волокном композитов и гибридных композитов. Издательство Вудхед; Состон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2019. Обработка и оценка механических свойств наполненных эпоксидной смолой гибридных композитов E-стекловолокно-летучая зола; стр. 293–306. [CrossRef] [Google Scholar]

151. Джоши С.С. Технологии производства композитов с полимерной матрицей (PMC), Woodhead Publishing; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2012. Процесс пултрузии для композитов с полимерной матрицей; стр. 381–413. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

152. Леонг Ю. В., Тититанасарн С., Ямада К., Хамада Х. Композиты из натуральных волокон. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2014. Методы прессования и литья под давлением для композитов из натуральных волокон; стр. 216–232. [CrossRef] [Google Scholar]

153. Вернер В.М.К., Крумфольц Р., Рехекампфф С., Шерцер Т., Эблэнкамп М. Термопластичные капсулы сенсорной платформы методом высокотемпературного литья под давлением до 360 °C. Полим. англ. науч. 2019 г.: 10.1002/pen.25114. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

154. Гонсалес-Лопес М.Э., Перес-Фонсека А.А., Манрикес-Гонсалес Р., Арельяно М., Родриг Д., Робледо-Ортис Дж.Р. Влияние обработки поверхности на физические и механические свойства полимолочной кислоты, полученной литьем под давлением. -биокомпозиты из кокосового волокна. Полим. Композиции 2018;40:2132–2141. doi: 10.1002/pc.24997. [CrossRef] [Google Scholar]

155. Бхардвадж Н., Кунду С.С. Электропрядение: увлекательный метод изготовления волокна. Биотехнолог. Доп. 2010;28:325–347. doi: 10.1016/j.biotechadv.2010.01.004. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

156. Ван Г., Ю Д., Келкар А.Д., Чжан Л. Нановолокна электропрядения: новый армирующий наполнитель в композиционных материалах с полимерной матрицей. прог. Полим. науч. 2017;75:73–107. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2017.08.002. [CrossRef] [Google Scholar]

157. Гонсалес-Энрикес С.М., Сарабия-Валлехос М.А., Родригес Эрнандес Дж. Полимеры для аддитивного производства и 4D-печати: материалы, методологии и биомедицинские приложения. прог. Полим. науч. 2019;94:57–116. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2019.03.001. [CrossRef] [Google Scholar]

158. Чуа К.К., Леонг К.Ф. Пятое издание быстрого прототипирования. 5-е изд. Всемирная Научная Издательская Компания, Инк.; Сингапур: 2017. 3D-печать и аддитивное производство: принципы и приложения. [Google Scholar]

159. Goh G.D., Yap Y.L., Agarwala S., Yeong W.Y. Недавний прогресс в аддитивном производстве полимерного композита, армированного волокном. Доп. Матер. Технол. 2018;4:1800271. doi: 10.1002/admt.201800271. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

160. Hu C., Sun Z., Xiao Y., Qin Q. Недавние патенты в области аддитивного производства композитов, армированных непрерывным волокном. Недавний Пэт. мех. англ. 2019;12:25–36. doi: 10.2174/22127976126661

131659. [CrossRef] [Google Scholar]

161. Парандуш П., Такер Л., Чжоу С., Линь Д. Лазерное аддитивное производство термопластичных композитов, армированных непрерывным волокном. Матер. Дес. 2017; 131:186–195. doi: 10.1016/j.matdes.2017.06.013. [CrossRef] [Google Scholar]

162. Ширванимогаддам К., Хамим С.У., Акбари М.К., Фахросейни С.М., Хайям Х., Паксерешт А.Х., Гасали Э., Забет М., Мунир К.С., Джиа С. и др. Композиты с металлической матрицей, армированные углеродным волокном: процессы изготовления и свойства. Композиции Часть. А-прил. науч. 2017;92: 70–96. doi: 10.1016/j.compositesa.2016.10.032. [CrossRef] [Google Scholar]

163. Mantell SC, Springer GS Модели процесса намотки нити. Композиции Структура 1994; 27: 141–147. doi: 10.1016/0263-8223(94)

-2. [CrossRef] [Google Scholar]

164. Минш Н., Херрманн Ф.Х., Гереке Т., Ноке А., Шериф С. Анализ процессов намотки нитей и потенциальных технологий оборудования. Процедура Цирп. 2017;66:125–130. doi: 10.1016/j.procir.2017.03.284. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

165. Hopmann C., Wruck L., Schneider D., Fischer K. Автоматическая намотка преформ непосредственно из ровницы. Легкий дез. мир 2019;12:58–63. doi: 10.1007/s41777-019-0005-8. [CrossRef] [Google Scholar]

166. Sorrentino L., Anamateros E., Bellini C., Carrino L., Corcione G., Leone A., Paris G. Роботизированная намотка нитей: инновационная технология изготовления конструкций сложной формы. части. Композиции Структура 2019;220:699–707. doi: 10.1016/j.compstruct.2019.04.055. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

167. Муриц А.П. Введение в аэрокосмические материалы. Том. 10. Издательство Вудхед; Состон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2012. Производство волокнисто-полимерных композиционных материалов; стр. 303–337. [CrossRef] [Google Scholar]

168. Фркетич Дж., Диккенс Т., Рамакришнан С. Автоматизированное производство и обработка армированных волокном полимерных (FRP) композитов: аддитивный обзор современных и современных технологий производства передовых материалов. Доп. Произв. 2017;14:69–86. doi: 10.1016/j.addma.2017.01.003. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

169. Тутанджи Х., Дэн Ю. Сравнение органических и неорганических матриц для железобетонных балок, усиленных листами из углеродного волокна. Дж. Компос. Констр. 2015;11:507–513. doi: 10.1061/(ASCE)1090-0268(2007)11:5(507). [CrossRef] [Google Scholar]

170. Menna C., Asprone D., Ferone C., Colangelo F., Balsamo A., Prota A., Cioffi R., Manfredi G. Использование геополимеров для композитного внешнего армирования членов РК. Композиции Часть. B-англ. 2013;45:1667–1676. doi: 10.1016/j.compositesb.2012.090,019. [CrossRef] [Google Scholar]

171. Трапко Т. Влияние высокой температуры на характеристики замкнутых бетонных элементов из углепластика и армированного углепластика. Композиции Часть. B-англ. 2013; 54: 138–145. doi: 10.1016/j.compositesb.2013.05.016. [CrossRef] [Google Scholar]

172. Ван К., Янг Б., Смит С.Т. Механические свойства пултрузионных пластин из полимера, армированного углеродным волокном (CFRP), при повышенных температурах. англ. Структура 2011;33:2154–2161. doi: 10.1016/j.engstruct.2011.03.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

173. Дин З., Дай Дж. Г., Мунир С. Исследование улучшенного вяжущего на основе фосфатного цемента для разработки неорганических полимерных композитов, армированных волокном. Полимеры. 2014;6:2819–2831. doi: 10.3390/polym6112819. [CrossRef] [Google Scholar]

174. Fang Y., Cui P., Ding Z., Zhu J. X. Свойства огнезащитного покрытия на основе фосфата магния, содержащего стекловолокно или порошок стекловолокна. Констр. Строить. Матер. 2018; 162: 553–560. doi: 10. 1016/j.conbuildmat.2017.12.059. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

175. Дай Дж.Г., Мунир С., Дин З. Сравнительное исследование различных неорганических паст на основе цемента для разработки технологии усиления FRIP. Дж. Компос. Констр. 2014;18:A4013011. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000420. [CrossRef] [Google Scholar]

176. Ding Z., Xu M.R., Dai J.G., Dong B.Q., Zhang M.J., Hong S.X., Xing F. Усиление бетона с использованием неорганических композитов на основе фосфатного цемента, армированных волокнами, для повышения огнестойкости. Констр. Строить. Матер. 2019;212:755–764. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.04.038. [CrossRef] [Google Scholar]

177. Манало А., Аравинтан Т., Фам А., Бенмокран Б. Современный обзор сэндвич-систем FRP для легкой гражданской инфраструктуры. Дж. Компос. Констр. 2017;21:04016068. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000729. [CrossRef] [Google Scholar]

178. Toutanji H.A., Gómez W. Прочностные характеристики железобетонных балок, внешне соединенных композитными листами FRP. Цем. Конкр. Комп. 1997; 19: 351–358. дои: 10.1016/S0958-9465(97)00028-0. [CrossRef] [Google Scholar]

179. Kalfat R., Al-Mahaidi R., Smith S.T. Анкерные устройства, используемые для улучшения характеристик железобетонных балок, модернизированных композитами из стеклопластика: обзор современного состояния. Дж. Компос. Констр. 2013; 17:14–33. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000276. [CrossRef] [Google Scholar]

180. Эльгаббас Ф., Ахмед Э.А., Бенмокран Б. Изгиб железобетонных балок, армированных ребристыми базальтопластиковыми стержнями, при статических нагрузках. Дж. Компос. Констр. 2016;21:195–230. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000752. [CrossRef] [Google Scholar]

181. Эль Рефаи А., Абед Ф. Вклад бетона в прочность на сдвиг балок, армированных базальтовым волокном. Дж. Компос. Констр. 2015;20:150–179. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000648. [CrossRef] [Google Scholar]

182. Abed F., Alhafiz A.R. Влияние базальтовых волокон на поведение при изгибе бетонных балок, армированных стержнями из армированного стекловолокном. Композиции Структура 2019;215:23–34. doi: 10.1016/j.compstruct.2019.02.050. [CrossRef] [Google Scholar]

183. Чжан Х.В., Смит С.Т. Влияние конфигурации вентилятора анкера FRP и угла дюбеля на анкеровку плит FRP. Композиции Часть. B-англ. 2012;43:3516–3527. doi: 10.1016/j.compositesb.2011.11.072. [CrossRef] [Google Scholar]

184. [(по состоянию на 12 октября 2019 г.)]; Доступно в Интернете: https://theconstructor.org/concrete/prestressed-concrete-principles-advantages/28/

185. Скаллибоб. [(по состоянию на 20 июня 2019 г.)]; 2018 г. Доступно в Интернете: https://en.wikipedia.org/wiki/17th_Street_Bridge_(Vero_Beach,_Florida)

186. Хуанг Б.Т., Ли К.Х., Сюй С.Л., Чжоу Б. Усиление железобетонной конструкции с использованием напыляемых армированных волокном цементных композитов с высокой пластичностью. Композиции Структура 2019;220:940–952. doi: 10.1016/j.compstruct.2019.04.061. [CrossRef] [Google Scholar]

187. Ченг Л., Карбхари В.М. Новые системы мостов с использованием композитов FRP и бетона: современный обзор. прогр. Структура англ. Матер. 2006; 8: 143–154. doi: 10.1002/pse.221. [CrossRef] [Академия Google]

188. Фам Т.М., Хао Х. Обзор бетонных конструкций, усиленных стеклопластиком, для защиты от ударных нагрузок. Структуры. 2016;7:59–70. doi: 10.1016/j.istruc.2016.05.003. [CrossRef] [Google Scholar]

189. Alagusundaramoorthy P., Harik I.E., Choo C.C. Структурное поведение композитных панелей мостового настила FRP. Дж. Бридж. англ. 2006; 11: 384–393. doi: 10.1061/(ASCE)1084-0702(2006)11:4(384). [CrossRef] [Google Scholar]

190. Gopinath R., Poopathi R., Saravanakumar S.S. Характеристика и структурные характеристики гибридных армированных волокном композитных панелей настила. Доп. Композиции Гибридный. Матер. 2019;2:115–124. doi: 10.1007/s42114-019-00076-w. [CrossRef] [Google Scholar]

191. Озбаккалоглу Т., Лим Дж. К., Винсент Т. Бетон с ограниченным стеклопластиком в круглых сечениях: обзор и оценка моделей напряжения-деформации. англ. Структура 2013;49:1068–1088. doi: 10.1016/j.engstruct.2012.06.010. [CrossRef] [Google Scholar]

192. Гуадес Э., Аравинтан Т., Ислам М., Манало А. Обзор характеристик забивки композитных свай из стеклопластика. Композиции Структура 2012; 94:1932–1942. doi: 10.1016/j.compstruct.2012.02.004. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

193. Сен Р., Маллинз Г. Применение композитов FRP для подводного ремонта свай. Композиции Часть. B-англ. 2007; 38: 751–758. doi: 10.1016/j.compositesb.2006.07.011. [CrossRef] [Google Scholar]

194. Мосаллам А.С., Мосалам К.М. Усиление двусторонних бетонных плит композитными ламинатами FRP. Строение Матер. 2003; 17:43–54. doi: 10.1016/S0950-0618(02)00092-2. [CrossRef] [Google Scholar]

195. Оу Дж., Ли Х. Мониторинг структурного здоровья в материковом Китае: обзор и будущие тенденции. Структура Мониторинг здоровья. Междунар. Дж. 2010;9: 219–231. [Google Scholar]

196. Li H.N., Li D.S., Song G.B. Недавние применения волоконно-оптических датчиков для мониторинга состояния здоровья в гражданском строительстве. англ. Структура 2004; 26:1647–1657. doi: 10.1016/j.engstruct.2004.05.018. [CrossRef] [Google Scholar]

197. Мао К., Гринвуд Д., Рамакришнан Р., Гудшип В., Шрути С., Четвинд Д., Ланглуа П. Повышение износостойкости армированных волокном полимерно-композитных зубчатых колес. Носить. 2019; 426:1033–1039. doi: 10.1016/j.wear.2018.12.043. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

198. Катера П.Г., Мундо Д., Тревизо А., Гальярди Ф., Висролия А. О проектировании и моделировании гибридных металлокомпозитных зубчатых колес. Приложение Springer. Композиции Матер. 2019;26:817–833. doi: 10.1007/s10443-018-9753-6. [CrossRef] [Google Scholar]

199. Bae J.H., Jung K.C., Yoo S.H., Chang S.H., Kim M., Lim T. Проектирование и изготовление металлического композитного гибридного колеса с фрикционным демпфирующим слоем для повышения комфорта при езде. Композиции Структура 2015; 133: 576–584. doi: 10.1016/j.compstruct.2015.07.113. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

200. Швейки С. , Палермо А., Мундо Д. Исследование динамического поведения легких зубчатых колес. Шок Виб. 2017;2017:7982170. doi: 10.1155/2017/7982170. [CrossRef] [Google Scholar]

201. Rigaud E., Cornuault P.H., Bazin B., Grandais-Menant E. Численный и экспериментальный анализ виброакустического поведения электрического мотор-редуктора стеклоподъемника. Арка заявл. мех. 2018;88:1395–1410. doi: 10.1007/s00419-018-1378-6. [CrossRef] [Google Scholar]

202. Schäkel M., Janssen H., Brecher C. Повышение надежности при производстве композитных сосудов под давлением. Легкий дез. мир 2019;12:10–17. doi: 10.1007/s41777-019-0019-2. [CrossRef] [Google Scholar]

203. Wilson A. Вес автомобиля является ключевым фактором для автомобильных композитов. Уточнить Пласт. 2017;61:100–102. doi: 10.1016/j.repl.2015.10.002. [CrossRef] [Google Scholar]

204. Танки Future Pipe Industries. [(по состоянию на 11 июля 2019 г.)]; 2019 Доступно на сайте: https://www.futurepipe.com/products/tanks

205. Солацци Л., Буффоли А. Телескопический гидроцилиндр из композитного материала. заявл. Композиции Матер. 2019;26:1189–1206. doi: 10.1007/s10443-019-09772-8. [CrossRef] [Google Scholar]

206. Chang S.H., Kim P.J., Lee D.G., Choi J.K. Гибридная шпиндельная бабка из стального композита для высокоточных шлифовальных станков. Композиции Структура 2001; 53:1–8. doi: 10.1016/S0263-8223(00)00173-2. [CrossRef] [Google Scholar]

207. Джайн Р.К., Хан А., Инамуддин И., Асири А.М. Проектирование и разработка гибкого манипулятора на основе неперфторированного ионного полимерного металлического композита для сборки робототехники. Полим. Композиции 2018;40:2582–2593. doi: 10.1002/pc.25052. [CrossRef] [Google Scholar]

208. Лу З.Л., Лу Ф., Цао Дж.В., Ли Д.К. Производственные свойства турбинных лопаток из композита карбида кремния, армированного углеродным волокном, на основе стереолитографии. Матер. Произв. Процесс. 2014;29:201–209. doi: 10.1080/10426914.2013.872269. [CrossRef] [Google Scholar]

209. Патель М., Саураб К., Прасад В.Б., Субраманьям Дж. Высокотемпературный композит C/C–SiC методом инфильтрации жидким кремнием: обзор литературы. Б. Матер. науч. 2012; 35:63–73. doi: 10.1007/s12034-011-0247-5. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

210. Стенквист П. Супертормоза для гражданских? The Cost Is the Obstacle 2010. [(по состоянию на 2 июля 2019 г.)]; Доступно на сайте: https://www.nytimes.com/2010/08/01/automobiles/01BRAKES.html

211. Форинтос Н., Чигани Т. Многофункциональное применение полимерных композитов, армированных углеродным волокном: электрические свойства армирующего углерода волокна — краткий обзор. Композиции Часть. Б инж. 2019;162:331–343. doi: 10.1016/j.compositesb.2018.10.098. [CrossRef] [Академия Google]

212. Амири А., Кросбаккен Т., Шон В., Тейсен Д., Ульвен К.А. Разработка и производство велосипедной рамы из гибридного композита лен/углеродное волокно. проц. Инст. мех. англ. Часть. PJ Sports Eng. Технол. 2017; 232:28–38. doi: 10.1177/1754337117716237. [CrossRef] [Google Scholar]

213. Kong C., Lee H., Park H. Проектирование и изготовление автомобильного капота с использованием естественной композитной структуры. Композиции Часть. B-англ. 2016;91:18–26. doi: 10.1016/j.compositesb.2015.12.033. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

214. Хасан С.М., Амир Н., Рахмати А.М. Исследование безопасности пешеходов новой внутренней конструкции капюшона для смягчения ударных травм головы. Тонкая стена. Структура 2014;77:77–85. [Google Scholar]

215. Коронис Г., Сильва А., Фонтул М. Зеленые композиты: обзор подходящих материалов для автомобильных приложений. Композиции Часть. B-англ. 2013;44:120–127. doi: 10.1016/j.compositesb.2012.07.004. [CrossRef] [Google Scholar]

216. Kong C., Park H., Lee J. Исследование структурного проектирования и анализа резервуара из композитного материала из натурального волокна льна, изготовленного методом трансферного формования смолы в вакууме. Матер. лат. 2014; 130:21–25. doi: 10. 1016/j.matlet.2014.05.042. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

217. Алвес С., Ferrão P.M.C., Силва А.Дж., Рейс Л.Г., Фрейтас М., Родригес Л.Б. Экодизайн автокомпонентов с использованием композитов из натуральных джутовых волокон. Дж. Чистый. Произв. 2011;18:313–327. doi: 10.1016/j.jclepro.2009.10.022. [CrossRef] [Google Scholar]

218. Белавто. [(по состоянию на 3 июля 2019 г.)]; Доступно на сайте: https://belauto.com.my/2014-volkswagen-xl1-carbon-fiber-body-parts/

219. Ashworth S., Rongong J., Wilson P., Meredith J. Механические и демпфирующие свойства углеродно-джутовых гибридных композитов методом трансферта смолы. Композиции Часть. B-англ. 2016;105:60–66. doi: 10.1016/j.compositesb.2016.08.019. [CrossRef] [Google Scholar]

220. Флинн Дж., Амири А., Ульвен С. Гибридные композиты из углеродного и льняного волокна для индивидуальной работы. Матер. Дес. 2016; 102:21–29. doi: 10.1016/j.matdes.2016.03.164. [CrossRef] [Google Scholar]

221. Wagh P. H., Pagar D.D. Исследование механических и трибологических свойств композиционного материала, наполненного черной эпоксидной смолой и тригидроксидом алюминия, с армированием стекловолокном. АИП конф. проц. 2018;2018:020025. doi: 10.1063/1.5058262. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

222. Zhang J., Khatibi A.A., Castanet E., Baum T., Komeily-Nia Z., Vroman P., Wang X. Влияние армирования натуральным волокном на звуко- и виброизоляционные свойства биокомпозитов, формованных под давлением. на нетканых матах. Композиции коммун. 2019;13:12–17. doi: 10.1016/j.coco.2019.02.002. [CrossRef] [Google Scholar]

223. Фарид М., Пурниаван А., Расиида А., Рамадхани М., Комария С. Улучшение акустических характеристик: широкополосный полимерный композит на основе бамбука. Иоп конф. сер. Матер. науч. англ. 2017;223:012021. дои: 10.1088/1757-899Х/223/1/012021. [CrossRef] [Google Scholar]

224. Келли Дж. Какой идеальный материал для салона автомобиля? [(по состоянию на 10 июля 2019 г. )]; 2017 г. Доступно в Интернете: https://www.carconversation.com.au/opinions/what-is-the-ideal-interior-material-for-cars

225. Belingardi G. , Коричо Э.Г. Конструкция опорного подрамника двигателя из композитного материала для облегчения транспортных средств. Междунар. Дж. Автомот. Композиции 2014; 1:90. doi: 10.1504/IJAUTOC.2014.064129. [CrossRef] [Google Scholar]

226. Хоу В., Сюй С., Хань С., Ван Х., Тонг Л. Многоцелевая и многофакторная оптимизация конструкции шляповидных композитных Т-образных соединений в автомобилях. Тонкостенная конструкция. 2019;143:106232. doi: 10.1016/j.tws.2019.106232. [CrossRef] [Google Scholar]

227. Ким Д.-Х., Ким Х.-Г., Ким Х.-С. Оптимизация конструкции и производство гибридной композитной балки бампера, армированной стекловолокном и углеродным волокном, для автомобильного транспорта. Композиции Структура 2015; 131:742–752. doi: 10.1016/j.compstruct.2015.06.028. [CrossRef] [Google Scholar]

228. Barile C., Casavola C. Механические и физические испытания биокомпозитов, армированных волокном композитов и гибридных композитов. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2019 г.. Механические характеристики образцов пластика, армированного углеродным волокном, для аэрокосмических применений; стр. 387–407. [CrossRef] [Google Scholar]

229. Алонсо-Мартин П.П., Гонсалес-Гарсия А., Лапена-Рей Н., Фита-Браво С., Мартинес-Санц В., Марти-Феррер Ф. Зеленые панели салона самолета и Способ изготовления. EP2463083A2. Европейский патент. 2012 13 июня;

230. Марьянка Ю., Мейдар М.И., Курлесс Р.А. Способ передачи сигнала с использованием волоконно-композитной сэндвич-панели. 8

1. Патент США. 2 декабря 2014 г.;

231. Rawal S.P. Металломатричные композиты для космического применения. ДЖОМ. 2001; 53:14–17. doi: 10.1007/s11837-001-0139-z. [CrossRef] [Google Scholar]

232. Беглер О., Клинг У., Эмпл Д., Исикверен А. Потенциал экологически чистых материалов в конструкции крыла; Труды немецкого конгресса Luft- und Raumfahrtkress; Мюнхен, Германия. 16–18 августа 2014 г. [Google Scholar]

233. Арокиам Н.Дж., Джаваид М., Саба Н. Устойчивые композиты для аэрокосмических приложений. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2018. Устойчивые биокомпозиты для компонентов самолетов; стр. 109–123. [CrossRef] [Google Scholar]

234. Fan S., Yang C., He L., Du Y., Krenkel W., Greil P., Travitzky N. Развитие керамических матричных композитных тормозных материалов для авиастроения. Преподобный Пров. Матер. науч. 2016;44:313–325. [Google Scholar]

235. Zou Z., Qin Y., Tian Q., Huang Z., Zhao Z. Влияние циркониевого волокна на абляционные композитные материалы. Пласт. Резиновые композиты. 2019;48:185–190. doi: 10.1080/14658011.2019.1585099. [CrossRef] [Google Scholar]

236. Scholz M.-S., Blanchfield J.P., Bloom L.D., Coburn B.H., Elkington M., Fuller J.D., Bond I.P. Применение композиционных материалов в современной ортопедической медицине и протезировании: обзор. Композиции науч. Технол. 2011;71:1791–1803. doi: 10.1016/j.compscitech.2011.08.017. [CrossRef] [Google Scholar]

237. Лазар М.А., Ротару Х., Балдя И., Бошка А.Б., Берче К.П., Прежмерян К., Кампиан Р.С. Оценка биосовместимости новых армированных волокном композитных материалов для костно-черепной реконструкции. J. Craniofac Surg. 2016; 27:1694–1699. doi: 10.1097/SCS.0000000000002925. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

238. Ковсари Э., Хаддади-Асл В., Айдари Ф.Б., Хеммат Дж. Материалы для биомедицинской инженерии. Эльзевир; Амстердам, Нидерланды: 2019 г.. Композиты из арамидных волокон для инновационных устойчивых материалов для биомедицинских применений; стр. 173–204. [CrossRef] [Google Scholar]

239. Teo A.J.T., Mishra A., Park I., Kim Y.-J., Park W.-T., Yoon Y.-J. Полимерные биоматериалы для медицинских имплантатов и устройств. Ас Биоматер. науч. англ. 2016;2:454–472. doi: 10.1021/acsbimaterials.5b00429. [CrossRef] [Google Scholar]

240. Ким С.С., Ли Дж. Противомикробный гибридный композит полиакрилонитрил/м-арамид. Инд.Инж. хим. Рез. 2013;52:10297–10304. doi: 10.1021/ie400636z. [CrossRef] [Google Scholar]

241. Ким С.С., Ли Дж. Смешиваемость и антимикробные свойства гибридного композита м-арамид/хитозан. Инд.Инж. хим. Рез. 2013;52:12703–12709. doi: 10.1021/ie400354b. [CrossRef] [Google Scholar]

242. Vallittu P.K., Närhi T.O., Hupa L. Композит из стекловолокна и биоактивного стекла для костной замены и костной фиксации имплантатов. Вмятина. Матер. 2015; 31: 371–381. doi: 10.1016/j.dental.2015.01.003. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

243. Zhu B., Li W., Lewis R.V., Segre C.U., Wang R. Композитные волокна E-Spun из коллагена и белка шелка драглайна: механика волокон, биосовместимость и применение в дифференцировке стволовых клеток. Биомакромолекулы. 2014;16:202–213. doi: 10.1021/bm501403f. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

244. Mengyan L., Mondrinos M.J., Xuesi C., Lelkes P.I. Электроформованные смеси природных и синтетических полимеров в качестве каркасов для тканевой инженерии; Материалы 27-й ежегодной конференции IEEE Engineering in Medicine and Biology 2005 г . ; Шанхай, Китай. 17–18 января 2006 г .; [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]

245. Лелкес П.И., Менгян Л., Мондринос М., Ко Ф. Патент США № US8048446B2. [(по состоянию на 12 октября 2019 г.)]; Доступно в Интернете: https://patents.google.com/patent/US8048446B2/en

246. Джаганатан С.К., Мани М.П. Повышенная механическая, термическая и кровяная совместимость одностадийного электроформованного полиуретан-оксидно-никелевого нанокомпозита для инженерии тканей сердца. Полим. Композиции 2018;40:2381–2390. doi: 10.1002/pc.25098. [CrossRef] [Google Scholar]

247. Ким О.В., Литвинов Р.И., Чен Дж., Чен Д.З., Вайзел Дж.В., Альбер М.С. Компрессионно-индуцированные структурно-механические изменения фибрин-коллагеновых композитов. Матрица биол. 2017;60:141–156. doi: 10.1016/j.matbio.2016.10.007. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

248. Bensaid W., Triffitt J., Blanchat C., Oudina K., Sedel L., Petite H. Биоразлагаемый фибриновый каркас для трансплантации мезенхимальных стволовых клеток. Биоматериалы. 2003; 24: 2497–2502. doi: 10.1016/S0142-9612(02)00618-X. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

249. Шевченко Р.В., Джеймс С.Л., Джеймс С.Е. Обзор тканеинженерных кожных биоконструкций, доступных для реконструкции кожи. Дж. Р. Соц. Интерфейс. 2010;7:229–258. doi: 10.1098/rsif.2009.0403. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

250. Манви П.К., Беккерс М., Мор Б., Сейде Г., Грис Т., Бунге К.-А. Материалы для биомедицинской инженерии. Эльзевир; Амстердам, Нидерланды: 2019 г. Биокомпозиты на основе полимерных волокон для медицинских датчиков; стр. 57–88. [CrossRef] [Google Scholar]

251. Rebelo R., Fernandes M., Fangueiro R. Биополимеры в медицинских имплантатах: краткий обзор. Процедура инж. 2017; 200: 236–243. doi: 10.1016/j.proeng.2017.07.034. [CrossRef] [Google Scholar]

252. Азими Б., Нурпанах П., Раби М., Арбаб С. Поли (лактид- co -гликолид) Клетчатка: обзор. Дж. Инж. Фабрика волокна. 2014;9:155892501400900. doi: 10.1177/155892501400

7. [CrossRef] [Google Scholar]

253. Пивса-Арт В., Чайясат А., Пивса-Арт С., Ямане Х., Охара Х. Приготовление полимерных смесей между поли(молочной кислотой) и поли(бутиленадипинатом). co -терефталат) и биоразлагаемые полимеры в качестве компатибилизаторов. Энергия 2013; 34: 549–554. doi: 10.1016/j.egypro.2013.06.784. [CrossRef] [Google Scholar]

254. Шанкс Р., Конг И. Прикладные науки. 1-е изд. Университет РМИТ; Мельбурн, Австралия: 2012 г. Термопластичные эластомеры; стр. 95–116. [Google Scholar]

255. Panwiriyarat W., Tanrattanakul V., Pilard J.F., Pasetto P., Khaokong C. Получение и свойства полиуретана на биологической основе, содержащего поликапролактон и натуральный каучук. Дж. Полим. Окруж. 2013;21:807–815. doi: 10.1007/s10924-012-0567-6. [CrossRef] [Google Scholar]

256. Николае А., Грумезеску А.М. Полимерные волокна в биомедицинской технике. Матер. Биомед. англ. 2019 г.: 10.1016/b978-0-12-816872-1.00001-7. [CrossRef] [Google Scholar]

257. Нанди С.К., Махато А., Кунду Б., Мукерджи П. Органо-неорганические микро/нановолоконные композиты для биомедицинских применений. Матер. Биомед. англ. 2019doi: 10.1016/b978-0-12-816872-1.00002-9. [CrossRef] [Google Scholar]

258. Джести Д.К., Наяк Р.К. Улучшение механических свойств гибридного композита путем перегруппировки стеклянных и углеродных тканей для морских применений. Композиции Часть. B-англ. 2019; 168: 467–475. doi: 10.1016/j.compositesb.2019.03.042. [CrossRef] [Google Scholar]

259. Дхакал Х.Н., Макмаллен Дж., Чжан З.Ю. Морские применения передовых композитов, армированных волокном. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2016. Измерение влажности и влияние на свойства морских композитов; стр. 103–124. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

260. Куцукос А., Муриц А.П. Стойкость стекло- и углеполимерных композитов к морской воде. Композиции науч. Технол. 2004; 64: 1503–1511. doi: 10. 1016/j.compscitech.2003.10.019. [CrossRef] [Google Scholar]

261. Yu Y., Yang X., Wang L., Liu H. Гигротермическое старение пултрузионного композита углеродное волокно/винилэфирная смола для применения в насосных штангах. Дж. Рейнф. Пласт. Композиции 2006; 25: 149–160. doi: 10.1177/0731684405055462. [CrossRef] [Google Scholar]

262. Геллерт Э.П., Терли Д.М. Старение в морской воде армированных стекловолокном полимерных ламинатов для морских применений. Приложение Compos.A науч. Произв. 1999;30:1259–1265. doi: 10.1016/S1359-835X(99)00037-8. [CrossRef] [Google Scholar]

263. Siriruk A., Jack Weitsman Y., Penumadu D. Полимерные пены и сэндвич-композиты: свойства материалов, воздействие окружающей среды и моделирование сдвигового запаздывания. Композиции науч. Технол. 2009; 69: 814–820. doi: 10.1016/j.compscitech.2008.02.034. [CrossRef] [Google Scholar]

264. Сирирук А., Пенумаду Д., Вейтсман Ю. Влияние морской среды на межфазное расслоение полимерных многослойных конструкций. Композиции науч. Технол. 2009 г.;69:821–828. doi: 10.1016/j.compscitech.2008.02.033. [CrossRef] [Google Scholar]

265. Акбар С., Чжан Т. Диффузия влаги в углеродно-эпоксидном композите и влияние циклических гигротермических колебаний: характеристика с помощью динамического механического анализа (DMA) и межслойной прочности на сдвиг (ILSS) J. Адгезив. 2008; 84: 585–600. doi: 10.1080/00218460802255434. [CrossRef] [Google Scholar]

266. Кумар А., Лал К.Г., Ананта С.В. Материалы Четвертой международной конференции по океану. Инженерное дело (ICOE2018), конспект лекций по гражданскому строительству. Машиностроение 22. Спрингер; Берлин/Гейдельберг, Германия: 2019 г.. Проектирование и анализ гребного винта из углеродного композита для движения в гондолах. [CrossRef] [Google Scholar]

267. Верма Д., Гох К.Л. Биомасса, материалы на основе биополимеров и биоэнергетика: строительство, биомедицина и другие промышленные применения. Издательство Вудхед; Соустон, Великобритания: Кембридж, Великобритания: 2019. Полимерные композиты, армированные натуральным волокном; стр. 51–73. [CrossRef] [Google Scholar]

268. Kovácik J., Jerz J., Mináriková N., Marsavina L., Linul E. Масштабирование прочности на сжатие в неупорядоченных твердых телах: металлические пены. братство Эд Интегрита Струтт. 2016;36:55–62. doi: 10.3221/IGF-ESIS.36.06. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

269. Мовахеди Н., Линул Э., Марсавина Л. Влияние температуры на характеристики сжатия пенопластов из алюминиевых сплавов с закрытыми порами. Дж. Матер. англ. Выполнять. 2018;27:99–108. doi: 10.1007/s11665-017-3098-4. [CrossRef] [Google Scholar]

270. Тахеришарг М., Линул Э., Брокстерманн С., Фидлер Т. Механические свойства вспененного перлит-алюминиевого синтактического пенопласта при повышенных температурах. Дж. Эллой. комп. 2018; 737: 590–596. doi: 10.1016/j.jallcom.2017.12.083. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

271. Park H. Исследование конструкции и анализ лопасти небольшой ветряной турбины из композита из натурального волокна (льна). Доп. Композиции Матер. 2015;25:125–142. doi: 10.1080/09243046.2015.1052186. [CrossRef] [Google Scholar]

272. Tang Q., Wang Y., Ren Y., Zhang W., Guo W. Новая стратегия извлечения и подготовки полипропиленовых композитов, армированных бамбуковым волокном. Полим. Композиции 2019;40:2178–2186. doi: 10.1002/pc.25022. [CrossRef] [Google Scholar]

273. Аль-Махайди Р., Калфат Р. Восстановление бетонных конструкций с помощью армированного волокном полимера. Эльзевир Наука; Амстердам, Нидерланды: 2018 г. Полимеры, армированные волокном, и их использование в реконструкции конструкций; стр. 15–20. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

274. Линул Э., Марсавина Л. Прогнозирование трещиностойкости пенополиуретанов с открытыми порами методом конечных элементов микромеханического анализа. Иран. Полим. Дж. 2011; 20:736–746. [Google Scholar]

275. Линул Э., Марсавина Л. Оценка многослойных балок с жестким пенополиуретановым заполнителем с использованием карт режимов разрушения. Выпускной вечер. акад. А. 2015; 16: 522–530. [Google Scholar]

276. Раджак Д.К., Махаджан Н.Н., Линул Э. Ударопрочность и микроструктурные характеристики пенонаполненных тонкостенных труб при различной скорости деформации. Дж. Эллой. комп. 2019;775:675–689. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.10.160. [CrossRef] [Google Scholar]

277. Марсавина Л., Константинеску Д.М., Линул Э., Войкони Т., Апостол Д.А., Садовски Т. Оценка смешанного разрушения пенополиуретанов. Процедура Матер. науч. 2014;3:1342–1352. doi: 10.1016/j.mspro.2014.06.217. [CrossRef] [Google Scholar]

278. Линул Э., Сербан Д.А., Войкони Т., Марсавина Л., Садовски Т. Диаграммы энергопоглощения и эффективности жестких пенополиуретанов. Ключ инж. Матер. 2014; 601: 246–249. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.601.246. [CrossRef] [Google Scholar]

279. Pei X.Q., Friedrich K. Справочный модуль по материаловедению и материаловедению. Эльзевир; Амстердам, Нидерланды: 2016. Трение и износ полимерных композитов. [CrossRef] [Google Scholar]

280. Хабиб М.Н., Ашур А.Ф. Изгиб неразрезных железобетонных балок из стеклопластика. Дж. Компос. Констр. 2008; 12:115–124. doi: 10.1061/(ASCE)1090-0268(2008)12:2(115). [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

281. Abed F., El-Chabib H., AlHamaydeh M. Характеристики сдвига глубоких балок из армированного стекловолокном бетона без армирования стенки. Дж. Рейнф. Пласт. Композиции 2012;31:1063–1073. doi: 10.1177/0731684412450350. [CrossRef] [Google Scholar]

282. Рафи М.М., Наджай А., Али Ф. Экспериментальные испытания железобетонных балок, армированных углеродным FRP. Дж. Компос. Матер. 2007;41:2657–2673. doi: 10.1177/0021998307078727. [CrossRef] [Google Scholar]

283. Рашид М.А., Мансур М.А., Парамасивам П. Поведение балок из высокопрочного бетона, армированного арамидным волокном, при изгибе. Дж. Компос. Констр. 2005;9: 117–127. doi: 10.1061/(ASCE)1090-0268(2005)9:2(117). [CrossRef] [Google Scholar]

284. Алталмас А., Эль Рефаи А. , Абед Ф. Разрушение связей в брусках из армированного базальтовым волокном полимера (БФРП), подвергающихся ускоренному старению. Констр. Строить. Матер. 2015; 81: 162–171. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.02.036. [CrossRef] [Google Scholar]

285. Аль-Тамими А., Абед Ф.Х., Аль-Рахмани А. Влияние суровых условий окружающей среды на способность сцепления между бетоном и арматурными стержнями из стеклопластика. Доп. Конкр. Констр. 2014; 2:1–11. дои: 10.12989/acc2014.2.1.001. [CrossRef] [Google Scholar]

286. Эль Рефаи А., Абед Ф., Алталмас А. Прочность соединения армированных базальтовым волокном полимерных стержней, встроенных в бетон, в условиях прямого отрыва. Дж. Компос. Констр. 2014; 19:1–11. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000544. [CrossRef] [Google Scholar]

Композиты

Композит изготавливается путем физического объединения двух или более материалов (компонентов) для получения комбинации (смеси) структурных свойств, отсутствующих у какого-либо отдельного компонента. Например, они могут обеспечить большую прочность и жесткость, чем любой из отдельных компонентов, при этом будучи максимально легкими.

Композиты все чаще разрабатываются для решения множества задач. Например, композиты, армированные волокном, используются для замены таких материалов, как металлы и их сплавы.

Композитные материалы предлагают:

малый вес
жесткость и прочность
низкий коэффициент расширения
сопротивление усталости
простота изготовления сложных форм
простой ремонт поврежденных конструкций
устойчивость к коррозии

Существует множество различных типов композитов. В этом разделе рассматриваются два наиболее важных элемента, которые в настоящее время разрабатываются для многих применений:

Полимерные композиты, армированные волокном
Композиты, армированные частицами

Фазы в композитах

Композиты, армированные волокнами и частицами, обычно состоят из более или менее непрерывной фазы. Это непрерывная фаза также известен как матрица , а материал, распределенный по матрице, известен как дисперсная фаза (рис. 1).

Рисунок 1, иллюстрирующий фазы композита.

Дисперсную фазу иногда называют арматурой , если это фаза, добавленная для повышения прочности. В качестве альтернативы, он называется наполнителем , если он добавляется для других целей, например, для наполнения матрицы по низкой цене, не влияя на свойства композита. Также может быть фаза для создания связи между слоями или фазами, иногда называемая 9-й.0156 интерфейс .

При разработке композитов необходимо учитывать следующие факторы:

Соотношение матрицы и дисперсной фазы может варьироваться в зависимости от предполагаемого использования композита. Матричная фаза может представлять собой сыпучий материал с диспергированными в нем частицами или волокнами. Это также может быть второстепенная фаза, больше похожая на клей, скрепляющий частицы или волокна вместе, обеспечивающий жесткость в противном случае очень гибким массивам волокон и придающий структуру тому, что в противном случае было бы рыхлыми частицами. Матрица также служит для защиты дисперсной фазы от механических повреждений и химического воздействия. Если матрица пластична, она предотвращает распространение трещин между волокнами или частицами, даже когда она подвергается сильному износу.

Размер и форма частиц и волокон дисперсной фазы определяют, насколько плотно они могут быть упакованы. Хотя более мелкие частицы обеспечивают большую площадь поверхности для контакта с матрицей, более длинные волокна обеспечивают лучшее армирование. Необходимо соблюдать баланс.

Поверхность раздела между матрицей и дисперсной фазой также влияет на общие характеристики композита. Прочность композита зависит не только от свойств матрицы, но и от того, насколько хорошо она сцепляется с частицами и волокнами дисперсной фазы.

Полимерные композиты, армированные волокном

Полимерные композиты, армированные волокном (FRP, также известные как композиты с полимерной матрицей (PMC)) подразделяются на:

a) Полимерные композиты, армированные углеродным волокном (CFRPs)
b) Полимерные композиты, армированные стекловолокном ( GFRPs)
c) Полимерные композиты, армированные арамидными волокнами (AFRPs)

В каждом случае волокно заключено в полимерную матрицу (непрерывная фаза). Эти матрицы обычно представляют собой акрилэпоксифенольные или полиэфирные смолы.

Производство

Производство композита, армированного волокном, включает несколько стадий, в ходе которых производится производство наполнителя (волокна), а затем, при необходимости, его выравнивание перед введением матрицы.

Волокна из полимеров (например, арамидов, см. ниже), стекла и металлов можно изготавливать из расплавленного состояния путем их вытяжки. Большинство углеродных волокон сначала вытягивают из полимера, например поли(пропенонитрила) (полиакрилонитрила), который затем окисляют с последующим пиролизом. Если волокна не выровнены (произвольная ориентация) друг с другом, наполнитель и матрица могут быть смешаны вместе в виде порошков или суспензий, сформованы или отлиты в форму, а матрица затвердевает и связывается с наполнителем за счет нагревания или химической реакции. Формование может быть осуществлено литьем под давлением или литьем композита. При необходимости перед любой дальнейшей обработкой выполняется дополнительная механическая обработка для упрочнения композита.

Производство композитов с ориентированными волокнами (рис. 1) является более сложным. Волокна могут быть использованы в виде мононити или могут быть скручены в пряжу до 10 000 нитей. Затем нити ткут или вяжут в двух- или трехмерные ткани, а затем могут формировать ленты путем плетения или плетения. Нити также можно перерабатывать в нетканые маты из волокон, произвольно ориентированных в двух измерениях.

Маты, ленты и ткани могут быть пропитаны материалом матрицы (или материалами, из которых изготовлена матрица) перед окончательной сборкой и обработкой, и тогда они обозначаются как препрег ( препрег -им препрег нат ).

Таким образом, нет необходимости обращаться с отдельными химическими веществами. Его просто раскатывают и используют как ламинат. Отверждение осуществляется путем нагревания.

Ткани и циновки укладываются в формы, иногда вручную, пропитываются матричным материалом и обрабатываются. Они могут быть спрессованы механически или методами формования под давлением или вакуумом. Нити или ленты также можно наматывать, пропуская через ванну с матрицей перед обработкой в твердую форму.

Простым примером препрега является бинт, который используется для фиксации сломанных конечностей (Блок 67). Повязка изготовлена из полиэстера и пропитана линейным полиуретаном, матрицей. Повязка, препрег, гибкая и наматывается на сломанную конечность. При замачивании молекулы полиуретана реагируют с водой, образуя поперечные связи между молекулами, создавая прочный, но легкий отлив.

(a) Полимерные композиты, армированные углеродным волокном (CFRPs)

Углеродные волокна, как правило, изготавливаются путем нагрева нитей из поли(пропенонитрила) (полиакрилонитрила, ПАН) при температуре ca 500 K в атмосфере воздуха с образованием окисленного ПАН. Окисленный ПАН затем помещают в печь с инертной атмосферой газа, такого как аргон, и нагревают до ca 2000 К, процесс, известный как пиролиз, нагревание вещества в отсутствие воздуха. Продукт, углеродное волокно, содержит цепочки атомов углерода, которые связаны друг с другом (лестничные полимеры), образуя узкие листы атомов углерода толщиной в один атом, известные как графен. Выделение графена профессорами Андреем Геймом и Константином Новоселовым из Манчестерского университета настолько важно, что в 2010 году эти два ученых были удостоены Нобелевской премии по физике9.0009

Можно представить его как кусок куриной сетки в очень маленьком (атомарном) масштабе. Графен также является базовой структурой графита и углеродных нанотрубок. В случае с углеродным волокном листы сливаются, образуя единую круглую нить. Углеродные волокна используются в качестве наполнителя в сплошной матрице полимера, часто эпоксидной смолы. Слои ткани из углеродного волокна укладываются в требуемой форме, обычно в форме, которая затем заполняется эпоксидной смолой и нагревается.

Использование

Композиты из углеродного волокна являются относительно дорогими строительными материалами и поэтому используются, когда их свойства легкости и прочности имеют первостепенное значение. Примеры использования включают высококачественное спортивное оборудование, такое как рамы теннисных ракеток, клюшки для гольфа и удочки, а также ноутбуки и фотоаппараты.

Они также широко используются в конструкции самолетов. Фюзеляжи новейших коммерческих самолетов (Boeing 787 (Dreamliner) и Airbus A350) в основном изготавливаются из углепластика из-за его превосходной легкости и прочности.

Другое свойство углепластиков используется в тормозах самолетов. Они необходимы для быстрого поглощения значительного количества энергии без механического отказа или заедания. Обычная конструкция основана на нескольких вращающихся и стационарных дисках, температура поверхности которых может достигать 3000 К. Поэтому материал диска должен обладать отличной термической и ударной стойкостью, жаропрочностью, а также хорошей теплопроводностью. Углерод — идеальный материал, а диски сделаны из углеродного композита, где наполнитель — углеродное волокно, а матрица — углерод, полученный в результате пиролиза метана. Кроме того, они весят примерно на 30 % меньше, чем стальные диски, что значительно экономит топливо.

В течение многих лет углепластики также использовались для изготовления кузовов гоночных автомобилей Формулы-1, обеспечивая водителям более надежную защиту даже при авариях на скорости более 300 км/ч ^-1 . В настоящее время они используются в роскошных автомобилях (часть модельного ряда Mercedes Benz и для крыши GM Corvette ZR1) и в качестве защитного снаряжения для мотоциклистов.

Углепластики все чаще используются для «модернизации» существующих крупных конструкций, таких как мосты из железобетона. Ткань из углеродного волокна обернута вокруг частей, которые нуждаются в укреплении.

(b) Полимерные композиты, армированные стекловолокном (GFRPs)

Стекловолокно изготавливается из кремнезема (песка), карбоната натрия и карбоната кальция вместе с другими соединениями для придания требуемых конкретных свойств. Материалы нагревают примерно до 1700 К в печи, а затем выдавливают прямо из печи через металлические отверстия (сплав платины/родия) различного диаметра (4-34 мкм) для получения нитей. Высокоскоростная намоточная машина, вращающаяся быстрее, чем выходящее расплавленное стекло, натягивает их в очень тонкие нити. Количество отверстий варьируется от 200 до 8000.

Нити покрыты смазкой для их защиты и собраны вместе на барабане, похожем на катушку с ниткой.

В стекловолокне, в котором стекловолокно является наполнителем (дисперсной фазой), матрица обычно представляет собой полиэфирную смолу, хотя также используются эпоксидные и акриловые полимеры.

Применение

Стеклопластики широко используются в производстве лодок по причинам стоимости и технического обслуживания. В то время как большие корабли обычно строятся из стали, более 80% морских корпусов длиной менее 40 м изготовлены из полимера, армированного стекловолокном. Это гораздо более дешевый процесс, а корпус легче обслуживать. Кроме того, существуют определенные приложения, в которых магнитные, электрические или тепловые свойства стеклопластика являются предпочтительными, например, тральщики, которые должны быть немагнитными, чтобы избежать активации мин.

Препреги стеклофенольной смолы также используются для улучшения защиты бронированных транспортных средств.

(c) Полимерные композиты, армированные арамидом (ARPC)

Арамид представляет собой полимерный ароматический амид. Кевлар ^® представляет собой особенно широко используемый арамид.

С ним очень трудно обращаться, так как единственным эффективным растворителем является концентрированная серная кислота. Кевлар ^® сделан из легких атомов, но очень прочен и гибок, по весу в пять раз прочнее стали. Его прочность обусловлена тем, как выровнены полимерные цепи, а плоские молекулы удерживаются вместе водородными связями. Эти слои молекул могут складываться вдоль оси волокна (рис. 2).

Эти уже прочные волокна используются в качестве наполнителя в ARPC с фенольной смолой или эпоксидной смолой в качестве матрицы. Они особенно полезны там, где необходимо поглощать и рассеивать энергию, а также способны противостоять истиранию.

Рис. 2 Структура кевлара ^® .

Применение

Эти композиты широко используются в авиации, для лопастей винтов вертолетов, в спорте, для изготовления ракеток для тенниса, бадминтона и сквоша, а также в лодках, таких как каяки и лодки.

Рисунок 3 Кевлар ^® и другие полиароматические амиды также используются в качестве волокон в тканях для защитной одежды. Их огнестойкие свойства позволяют использовать их пожарными, а их прочность означает, что они используются для бронежилетов.
С любезного разрешения DuPont.

Композиты, армированные частицами (PRC)

Существует два типа композитов, армированных частицами: композиты, армированные крупными частицами, и композиты, армированные мелкими частицами. Материалы классифицируются не строго по физическим размерам частиц, а по механизму армирования. В материале, армированном небольшими частицами, механизм находится на молекулярном уровне, и частицы могут диспергироваться в матрице или осаждаться из нее.

Армирование крупными частицами, как следует из названия, включает более крупные частицы и распределение нагрузки между фазами. Какой бы ни была их геометрия, частицы малы по сравнению с размером структуры и равномерно распределены по ней.

Частицы могут повысить прочность композита на излом по сравнению с матрицей за счет предотвращения или препятствия распространению трещины через матрицу, либо физического блокирования и остановки трещин, либо их направления и расщепления, чтобы препятствовать их продвижению по изделию. Они также могут улучшить жесткость и прочность композита по сравнению с матрицей, выдерживая часть нагрузки.

Использование

Бетон — это простой, повседневный пример PRC, состав которого варьируется в зависимости от предполагаемого использования. Наиболее распространенной матрицей является портландцементная паста, которая подвергается химическим реакциям, приводящим к схватыванию в течение нескольких часов, а твердение продолжается в течение нескольких недель или месяцев. Этот материал армирован заполнителем (дисперсной фазой), таким как галька или щебень (1-2 см) и песок (1-2 мм). Помимо усиления, дисперсная фаза дает и другие преимущества. Реакции начального схватывания бетона экзотермические, и при использовании только цемента и воды это приводит к проблемам с отводом тепла и растрескиванию. Добавление заполнителя решает эту проблему, действуя как поглотитель тепла, уменьшая скорость и величину повышения температуры.

Бетон часто содержит дополнительную фазу в виде стальной проволоки, стержней или троса для придания еще большей прочности.

Тугоплавкие карбиды представляют собой твердые износостойкие керамические материалы, такие как карбиды титана и вольфрама (TiC и WC). Они могут быть включены в матрицу металла, часто кобальта или никеля, для изготовления режущих наконечников станков. Это пример металлокерамики, комбинации керамики и металла. Карбид обеспечивает износостойкую режущую кромку, но сам по себе может разрушиться при ударе по металлу, которому придается форма. Металлическая матрица повышает устойчивость и проще в изготовлении. Со временем, когда частицы смещаются, новые обнажаются, чтобы сохранить острую режущую кромку, что делает инструмент в некоторой степени самозатачивающимся.

Технический углерод по существу состоит из сферических частиц углерода, образующихся при сжигании нефти или газа с ограниченным поступлением кислорода, и часто известен как печная сажа. Наиболее важным применением частиц является армирующая фаза в виде частиц в каучуке, используемом при производстве шин. Шины могут быть изготовлены из различных смесей натурального каучука и синтетических каучуков, смесь зависит от ее предполагаемого использования (например, для боковины, протектора или внутренней обшивки).

Синтетические каучуки включают:

поли(бута-1,3-диен)
поли(2-метилбута-1,3-диен) (полиизопрен)
сополимеры фенилэтена (стирола) и бут-1,3-диена
бромированные сополимеры 2-метилпропена (изобиутен) и изопрена

Использование технического углерода в резине повышает износостойкость. Однако для того, чтобы армирование было эффективным, частицы должны быть в диапазоне 20-50 нм, равномерно распределены в количестве до 30% и хорошо связаны с матрицей. Хотя шины, изготовленные из этого композита, более дороги в производстве, они имеют больший срок службы.

Дата последнего изменения: 18 марта 2013 г.

Составные термины и классификации | MATSE 81: Материалы в современном мире

Версия для печати

Композитные материалы — это материалы, представляющие собой комбинацию двух или более отдельных материалов. Эти комбинации формируются для получения более желаемой комбинации свойств. Это называется принципом комбинированного действия . Одним из примеров этого принципа является использование композитов для конструкций самолетов. Эти композиты имеют меньший вес и прочность, сравнимую с металлическими конструкционными элементами, которые они заменяют. Как правило, композит формируется с непрерывной фазой, называемой матрицей. Как показано на рисунке ниже, матричная фаза окружает другую прерывистую фазу, называемую дисперсной фазой.

Матричная фаза, окружающая другую прерывистую фазу, называемую дисперсной фазой.

Кредит: рис. 15.1 (а), Каллистер и Ретвиш 5е.

Назначение матричной фазы — удерживать дисперсную фазу на месте, передавать нагрузку на дисперсную фазу и защищать дисперсную фазу от окружающей среды. Назначение дисперсной фазы обычно зависит от типа материала, из которого она состоит:

Металл Дисперсные фазы обычно используются для увеличения предела текучести, прочности на растяжение и/или обеспечения стабильности продукта в течение всего срока службы.
Керамические дисперсионные фазы обычно используются для производства материалов, устойчивых к разрушению.
Дисперсионные фазы полимера обычно используются для увеличения модуля упругости, предела текучести, прочности на растяжение и/или обеспечения стабильности продукта в течение всего срока службы.

Композиты обычно классифицируют по типу используемой дисперсионной фазы: армированные частицами , армированные волокнами или структурные . Более подробная информация об этих различных типах типов дисперсионной фазы будет представлена в материалах к этому уроку, но сначала, пожалуйста, посмотрите это короткое четырехминутное видео, знакомящее с композитами. Обратите внимание, что в этом видео то, что мы называем дисперсионной фазой, они называют фазой подкрепления.

Смотреть

Введение в композиты

Нажмите, чтобы просмотреть стенограмму Введения в композиты.

От хижин из глины и травы до памятников из камня и стали. Подъем современной цивилизации был обусловлен нашей разработкой новых материалов. Мы начали с земли, дерева и камней. Мы строили убежища и инструменты. Мы использовали огонь и научились выковывать металл из камня. И вот однажды кирпичник добавил в свою глину солому, в результате чего кирпич стал прочнее и появились искусственные композиты.

Так что же такое композит? Просто это сочетание двух разных материалов. Однородное вещество типа портландцемента называют монолитным материалом. Бросьте в горсть гравия еще один монолитный материал, и у вас есть бетон. Композит. В композите вы все еще можете видеть отдельные монолитные материалы, цемент в гравии, они просто скреплены вместе.

Так зачем делать композиты? Мы объединяем два похожих материала, чтобы создать новый материал, обладающий характеристиками, необходимыми для конкретного применения. Портландцемент довольно крепкий, но мост из него не построишь. Он недостаточно прочен или долговечен. Добавьте немного гравия, и теперь он достаточно прочен для движения, но все еще недостаточно прочен, чтобы перекрывать опоры. Добавьте красивую сетку из стальной арматуры, и теперь у вас есть композитный материал, достаточно прочный для настила моста. В дополнение к повышенной прочности и долговечности, композиты также позволяют нам настраивать материалы с необходимой гибкостью веса, проводимостью и стабильностью. Хотя композиты могут состоять из нескольких различных компонентов, все они имеют две общие черты: матрицу и армирование.

В нашем бетонном мосту цемент является матрицей, а гравий и арматура — арматурой. Многие современные композиты используют смолы в качестве матрицы. Добавьте древесину или древесное волокно, и вы получите широкий ассортимент продукции от фанеры и древесно-стружечных плит до древесноволокнистых плит высокой плотности и композитных террасных панелей. Добавление стекловолокна или ткани в качестве армирования приводит к тому, что стекловолокно широко используется во всем: от деталей кузова и обоих отверстий до теннисных ракеток и вкладышей для бассейнов. Многие из самых последних достижений в области композитов относятся к аэрокосмической области, где узкоспециализированные волокна, такие как графит или кевлар, используются для создания невероятно прочных, но удивительно легких материалов.