Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Декабря 2013 в 17:56, курсовая работа
Стеклопластик — стеклонаполненный композиционный материал, состоящий из наполнителя (стекловолокна - стеклянных нитеобразных волокон, ткани или мата), и связующего - смолы определённого вида. Наполнитель выполняет армирующую функцию и обеспечивает нужную прочность.
Введение……………………………………………..………………….............….3
Основные способы изготовления стеклопластика……………………….…4
Свойства стеклопластика……………………………………………………..10
Применение стеклопластиковых изделий в строительстве………………..12
Области применение стеклопластиков в строительстве, полученных методом пултрузии………………………………………………………………………13
Технологический процесс производства изделий из стеклопластика методом пултрузии…………………………………………………………………………..13
Выбор состава смолы………………………………………………………….15
Выбор состава армирующего стекловолокна……………………………….16
Расчет физико-химических свойств стекла……………………………17
Технологическая схема производства профиля методом
пултрузии на примере стеклопластиковой арматуры ………………..………20
Заключение………………………………………………………………………….24
Список литературы………………………………………………………….….…26
Расчет модуля сдвига.
Расчет диэлектрической проницаемости.
Анализ химического состава стекла Е и расчетных значений физико-химических свойств показывают, что стекло Е имеет высокие прочностные характеристики, химическую устойчивость и будет служить хорошей арматурой для смолы.
Неметаллическая арматура представляет собой гетерогенную систему, состоящую из ориентированных волокон и связующего (рис.6).
Рис.6. Стеклопластиковая арматура
Ее свойства зависят от свойств и особенностей структуры составляющих, а также от их физико-химического взаимодействия, поведения в процессе восприятия внешних нагрузок, воздействия агрессивных реагентов, изменения температурно-влажностного режима и других факторов. Волокна, почти полностью воспринимая воздействия растягивающих или сжимающих усилий, определяют деформативность арматуры. Связующее склеивает волокна в монолитный стержень, обеспечивает их совместную работу и защищает от механических повреждений и непосредственного воздействия влаги и агрессивных реагентов.
В качестве отвердителя для эпоксидной смолы используется дициандиамид. В качестве разбавителя ацетон (3% от количества смолы).
Количество смолы в стеклопластике около 14%. Количество отвердителя составляет примерно 4% от количества смолы.
Производство
Непрерывный способ производства арматуры из стеклопластиков методом ппултрузии дает возможность механизировать и автоматизировать процесс изготовления арматуры.
Полученная арматура
имеет высокие прочностные
Такие «армостеклобетонные» конструкции целесообразно применять в различных агрессивных средах, в которых обычные и предварительно напряженные железобетонные конструкции разрушаются из-за коррозии стальной арматуры. Внедрение таких конструкций в строительство может быть осуществлено при условии налаженного производства стеклопластиковой арматуры.
Для производства выбираем четырехканальную технологическую линию СПА-4 производительностью 50т/год, где для удаления растворителя из связующего в формирующих фильерах предусмотрен вакуумный отсос, а для полимеризации связующего применены токи сверхвысокой частоты (рис.7).
Рис.7. Технологическая линия СПА-4
Установка работает по непрерывному методу изготовления жгутового стеклопластика. По этой технологии арматура изготавливается из стекложгутов, состоящих из параллельно расположенных стеклянных волокон диаметром 9—11 мкм, вырабатываемых из стекла.
Процесс получения арматуры
заключается в следующем. Установленный на стенде
стекложгут в бухтах при размотке и протяжке
его тянущим устройством первоначально
пропускается через индивидуальные для
каждого жгута приспособления, создающие
практически одинаковое в жгутах натяжение.
Затем сгруппированные вместе стекложгуты
поступают в зону термической обработки,
где с поверхности стекловолокна удаляется
влага и частично замасливатель. Количество
стекложгутов (бухт), необходимых для изготовления
арматуры, устанавливается в зависимости
от метрического номера жгута и диаметра
изготавливаемой арматуры. После термообработки
в трубчатой электропечи пучок стекложгутов
поступает в трехсекционную ванну, во
время продвижения в которой отдельные
стекловолокна смачиваются связующим.
При выходе из ванны, пропитанные связующим
стекложгуты, уплотняются, проходя через
специальную съемную
фильеру.
Диаметр фильеры соответствует диаметру изготавливаемой арматуры. Фильера предназначена для уплотнения и формирования пропитанного связующим стекложгута и для удаления излишнего количества связующего и находящегося между волокнами воздуха. После выхода из ванны на уплотненный стеклопластиковый стержень навивается (с определенным шагом) стеклонить, создающая в месте прилегания к стержню спиральную вмятину, образующую на его поверхности периодический профиль. Отформованный стеклопластиковый стержень поступает первоначально в зону подсушки, где происходит удаление растворителя, и затем в зону полимеризации связующего.
Удаление летучих и полимеризация связующего осуществляются в трубчатых электропечах, после выхода, из которых стеклопластиковая арматура наматывается на барабан тянущего устройства. Образованная на барабане бухта снимается и транспортируется на склад готовой продукции. Особенностью действующей установки является расчлененная зона полимеризации. Это дает возможность применять различные виды связующих и получать стеклопластиковую арматуру с различными свойствами.
Узлы установки позволяют изменять в широких пределах параметры технологического режима изготовления арматуры. Суточная производительность установки около 800—900 м.
Изготовление стеклопластиковой арматуры по непрерывной технологии не требует дорогостоящего оборудования и квалифицированного обслуживающего персонала; технологический процесс изготовления арматуры, исключая перезарядку катушек с обмоточной нитью, может быть полностью автоматизирован. Обслуживание опытной установки и контроль над ее работой осуществляют два человека, в функции которых входит также доставка в цех партий исходного материала — стекложгута и компонентов связующего, а также упаковка изготовленных партий стеклопластиковой арматуры.
Средняя разрывная прочность выпускаемой арматуры составляет 130 кг/мм2.
За номинальный диаметр арматуры принято минимальное его значение, замеренное в двух сечениях, отстоящих от противоположных концов мотка не менее чем на 20 мм.
Удельный вес арматуры равен 1,7—1,8 г/см3; временное сопротивление разрыву 130 кг/см3; модуль упругости не менее 4,5•105 кг/см2; относительное удлинение перед разрывом на расчетной длине 100 мм составляет 2,5%.
Арматура потребителю поставляется в мотках, упакованных плотной бумагой, причем каждый моток состоит из одного отрезка длиной не менее 200 м; внутренний диаметр мотка должен быть не менее 1500 мм.
Транспортирование арматуры осуществляется в контейнерах или ящиках, предохраняющих ее от попадания влаги, загрязнения и механических повреждений. Хранить арматуру необходимо в закрытом сухом помещении с относительной влажностью воздуха не более 70% [19].
Заключение
Идея композитов зародилась сотни лет назад и нашла свое применение в строительстве.
Стеклопластик - очень перспективный материал, имеющий большую гамму применения в индустриальном строительстве. Стеклопластики обладают теплопроводностью дерева, прочностью и долговечность стали, биологической стойкостью, влагостойкостью и атмосферостойкостью полимеров, не имея недостатков, присущих термопластам. До недавнего времени стеклопластик использовался только в самолетостроении, кораблестроении и космической технике. Широкое применение стеклопластиков сдерживалось в основном из-за отсутствия промышленной технологи, позволяющей наладить массовый выпуск изделий сложной конфигурации с требуемой точностью размеров. Эта задача успешно решена, поскольку с сегодняшними темпами промышленного и гражданского строительства постоянно повышается спрос на недорогие и функциональные строительные материалы.
Производители, проектировщики и инженеры признают возможность получения высококачественных, долговечных и недорогих изделий из стеклокомпозитов. На мировом рынке, предъявляющем все более высокие требования к эксплуатационным характеристикам продукта, стеклокомпозитные материалы доказали свою эффективность в снижении стоимости изделий и повышении продуктивности. Они помогли решить сложные инженерные и конструкторские задачи, подняли эксплуатационные возможности изделий на новый уровень и способствовали развитию новых продуктов. Рабочие характеристики, преимущества и выгода от использования стеклокомпозитных материалов стимулировали рост области их применения на таких рынках, как транспортировки, строительство, морской флот, инфраструктура, авиационная и оборонная отрасли.
В целом стеклопластик
имеет потенциальные
Список литературы
Адаменко Н.А., Фетисов А.В. и др. Конструкционные полимерные композиты .- Киев: Тэхника,1987.-324 с.