Современные композитные материалы
Пултрузия

Пултрузия

Пултрузия - непрерывная технология производства стеклопластиковых профилей.
 
Стеклопластик - это перспективный композитный материал, который имеет большую гамму применения в индустриальном строительстве. Стеклопластик на основе полиэфирной смолы обладает теплопроводностью дерева, прочностью и долговечностью стали, биологической стойкостью, влагостойкостью и атмосферостойкостью полимера, не имея недостатков, присущих термопластам.
До недавнего времени стеклопластик использовался только в самолётостроении, кораблестроении и космической технике. Широкое применение стеклопластика сдерживалось, в основном, из-за отсутствия промышленной технологии, позволяющей наладить массовое производство стеклопластикового профиля сложной конфигурации с требуемой точностью размеров. Эта задача успешно решена с созданием технологии пултрузии для производства стеклопластикового профиля, стеклопластиковой арматуры, стеклопластикового стержня и других изделий.
 
Пултрузия представляет собой процесс получения стеклопластиковых профилей путем вытягивания через нагретую до 130 – 150о формообразующую фильеру стекловолокнистых материалов, пропитанных полиэфирной смолой или другой термореактивной смолой.
http://composite.ru/autothumbs.php?img=/images/pultruzia_350_249.gif
 
В результате на выходе получается армированный стеклопластиковый профиль, конфигурация которого повторяет форму фильеры. Методом пултрузии можно получать изделия из стеклопластика с любым профилем (стеклопластиковый стержень, стеклопластиковая труба, уголок, пластина, швеллер, короб и т.д.). Изготовление стеклопластиковых профилей таким образом осуществляется с помощью специальной машины пултрузии.
 
Основными составляющими  машины пултрузии являются:
  • секция подачи стеклянногоровинга или стекломата;
  • секция пропитки ровинга или стекломата полиэфирной смолой или другой термореактивной смолой;
  • секция монтажа фильеры;
  • тянущий агрегат;
  • контрольный узел, который включает в себя блок питания, блок управления нагревательными элементами и систему управления тянущего агрегата;
  • гидромаслостанция;
  • секция пилы.
Для процесса непрерывного производства стеклопластикового профиля также необходимо специальное оборудование для приготовления связующего из смеси полиэфирная смола - отвердитель или другого типа смол. Для этих целей может быть использовано оборудование для изготовления стеклопластика по технологии инжекции смолы в закрытую матрицу компании Plastech, что позволит работать с широкой гаммой смол: полиэфирная смола, винилэфирная смола, фенольная смола, эпоксидная смола.
 
Армированный стеклопластиковый профиль, полученный с помощью пултрузии – строительный композитный материал XXI века с уникальным сочетанием свойств дерева, металла, полимера: высокой прочностью, низкой теплопроводностью, устойчивостью к агрессивным средам и резким перепадам температур, био-, влаго-, атмосферостойкостью. Результаты исследований показали, что долговечность конструкций с применением стеклопластика и стеклопластиковых профилей значительно превосходит срок службы аналогичных конструкций из других материалов.
 
Стеклопластиковый профиль имеет ряд преимуществ перед традиционными материалами:
  • Улучшенные физико-механические свойства;
  • Низкий удельный вес (в 4 раза легче стали);
  • Неподверженность коррозии, гниению, короблению;
  • Уникальная химстойкость;
  • Трудногорючесть, не выделяет при пожаре сильнодействующего газа - диоксина, в отличие от поливинилхлорида;
  • Низкий тепловой коэффициент линейного расширения;
  • Широкий диапазон рабочих температур;
  • Хорошие электроизоляционные свойства.
Рассмотрим сравнительные характеристики материалов, приведённые в таблице.
 
 Физико-механические
 характеристики
 Стеклопластик 
 ПВХ 
 Сталь 
 Алюминий
Плотность(т/м3) 
1,6-2,0 
 1,4 
 7,8
2,7 
Разрушающее напряжение при
сжатии (растяжении) МН/м2 (МПа) 
 410-1180
 41-48 
 410-480 
80-430 
Разрушающее напряжение при
изгибе МН/м2 (МПа)  
 690-1240
 30-110 
400 
275 
Модуль упругости при растяжении,
ГПа
 21-41
2,8 
 210
70
Модуль упругости при изгибе, ГПа
 21-41
2,8
 210
70
Коэффициент линейного
расширения х 10 °С
 5-14
 57-75 
 11-14
22-23 
 Коэффициент теплопроводности,
Вт/м2 °С
 0,3-0,35
 0,3
46 
 140-190
 
Стеклопластиковый профиль, полученный с помощью пултрузии, находит широкое применение в изготовлении окон, витражей и ограждающих конструкций, облицовки и арматуры электротехнического профиля, стеклопластиковой арматуры для бетона, элементов крепежных дюбелей, несущих (силовых) конструкций.
 
Разработана технология производства стеклопластиковых труб и освоено оборудование для их производства. Такие трубы конкурентоспособны со стальными, чугунными, полиэтиленовыми, ПВХ-трубами. При этом стеклопластиковые трубы имеют значительные преимущества:
  • Высокая удельная прочность;
  • Высокая коррозионная стойкость, надежность и долговечность (50-80 лет);
  • Отсутствие "зарастания" внутренней поверхности;
  • Отсутствие разрушения при замерзании в них воды;
  • Минимальные затраты на монтаж и обслуживание, высокая ремонтопригодность.
Стеклопластиковые трубы пригодны для всех видов трубопроводов: холодного и горячего водоснабжения, канализации, химических трубопроводов, водостоков, мусоропроводов, вентиляции и др.
Проблема долговечности армирования бетона является основной заботой в строительной промышленности. Коррозия стальной арматуры может привести к растрескиванию с отслоением слоя бетона и потере целостности конструкции. Многие армированные бетонные конструкции после выдержке в среде дорожной соли, морской среде и загрязненной атмосфере требуют обширных и дорогостоящих восстановительных работ.
ГУП НИИЖБ Госстроя России считает перспективным применение стеклопластиковой арматуры взамен стальной для железобетона в жилищном строительстве, в поверхностных слоях бетонной конструкции для дорожного строительства, при усилении мостов, ограждений, высотных сооружений и в других конструкциях, подвергаемых в процессе эксплуатации действию блуждающих токов, общей коррозии и динамическим нагрузкам.
 
По заключению Санкт-Петербургского зонального научно-исследовательского и проектного института жилищно-гражданских зданий, может быть определена следующая область применения стеклопластиковой арматуры:
  • Дорожные плиты, бетонные основания под трамвайные пути;
  • В качестве гибких связей в многослойных сборных конструкциях наружных стен (трехслойные стеновые панели);
  • В качестве сеток косвенного армирования кирпичных стен;
  • В конструкциях, работающих в условиях, способствующих ускорению коррозии стальной арматуры и бетона (причалы, элементы фундаментов).
КГИОП Санкт-Петербурга считает возможным применение стеклопластиковой арматуры в качестве пилонов для реставрационных работ.
Традиционными материалами для изготовления оконных и дверных блоков являются древесина, сталь и алюминий. Работа по совершенствованию их конструкций, проводимая в последние годы в мировой строительной промышленности, была направлена на повышение теплотехнических свойств и долговечности, снижение расхода используемых материалов, модернизацию технологии изготовления и индустриализацию монтажа готовых изделий.
 
Стеклопластик - самый перспективный материал для производства оконных и дверных блоков. В самом деле, стеклопластиковый профиль обладает уникальным набором свойств:
  • Имеет теплопроводность дерева, но не подвержен гниению и деформации, так как не впитывает влагу;
  • Обладает прочностью металла, но имеет вес в 4 раза ниже;
  • Устойчив к коррозии и долговечен, устойчив к агрессивным средам (химическая стойкость), может окрашиваться);
  • Окна и двери, изготовленные из стеклопластика, прочнее и долговечнее остальных традиционных систем остекления. В отличие от ПВХ, не требует дополнительного армирования металлом, не выделяет вредных веществ при горении и может иметь любой цвет по желанию заказчика;
  • Обладает абсолютной экологичностью и крайне низкой теплопроводностью.
Долговечность стеклопластикового профиля - более 50 лет (по результатам исследований НИИ стройфизики).
Технологическая гибкость изделий из стеклопластика позволяет использовать их как в массовом, так и индивидуальном строительстве, а также для реконструкции жилых зданий, особняков и архитектурных памятников.
Очень трудно рассказать обо всех возможностях применения стеклопластикового профиля. Можем дать один совет. Там где вы видите профиль из алюминия, ПВХ или дерева, с уверенностью заявляем, что его можно заменить на профиль из стеклопластика.