Что же такое – это стекловолокно?

Стекловолокно. Виды и применение. Производство и особенности

Стекловолокно – это распространенный материал на основе кварцевого песка. Он используется для изготовления стройматериалов, а также различных высокотехнологичных и прочных легких конструкций.

Из чего делают стекловолокно

Впервые стекольное волокно получились случайно. На производстве стекла произошла авария, при которой расплавленная масса была раздута подаваемым под давлением воздухом. В результате получились нити, отличающиеся некой долей гибкости. Это стало неожиданностью, поскольку толстое стекло после застывания является очень твердым. С тех пор прошло уже более 150 лет. Технология немного изменилась, но принцип остался прежним.

Для производства стекловолокна применяется кварцевый песок или битое стекло. Применяемая технология не подразумевает использования сложного оборудования, она является довольно простой. При этом получаемый материал обладает рядом свойств, зависящих от способа подготовки волокна.

Процесс изготовления стекловолокна заключается в выдувании из него тонких ниток. Для этого осуществляется разогрев битого стекла или кварцевого песка до температуры 1400°С. Расплавленная тягучая масса подается на формирующее оборудование. Если ее пропустить через центрифугу, то получится стекловата с переплетенными, замешанными между собой волокнами. Если же применять специальное сито с микроотверстиями, через которые масса выдувается под давлением пара, то получаются ровные длинные волокна. В дальнейшем они могут использоваться как сырье для изготовления сложных изделий.

Технические особенности
Стекловолокно имеет целый ряд положительных качеств, делающих его отличным сырьем для изготовления строительных материалов. К его неоспоримым достоинствам можно отнести:
  • Теплопроводность.
  • Устойчивый химический состав.
  • Высокую плотность.
  • Повышенную температуру плавления.
  • Устойчивость к горению.

Одним из самых важных достоинств стекловолокна является низкая теплопроводность. Это позволяет делать из данного сырья теплоизоляционные материалы. Из всей группы изделий, которые можно получить из данного сырья, самым лучшим теплоизолятором является стекловата.

Стекловолокно имеет высокую химическую устойчивость, поскольку практически полностью состоит из кварцевого песка. При воздействии на него щелочами отсутствует любая химическая реакция, что делает волокно практически универсальным для сочетания с любыми стройматериалами.

Нити имеют высокую плотность, которая составляет 2500 кг/м³. Однако благодаря тому, что они являются распушенными, готовые из них изделия имеют большой объем, при этом малый вес. Чтобы расплавить даже тонкие волокна, их необходимо разогреть до температуры как минимум 1200°С. Такое возможно только при целенаправленном воздействии горелки. Это негорючий материал, что позволяет его использовать для создания различных пожаробезопасных конструкций. Теоретически возможно воссоздание определенных условий, при которых отдельные сорта стекловолокна могут гореть. При этом они должны содержать связующие полимерные компоненты, что встречается редко.

Сфера применения стекловолокна
Стекловолокно очень распространенный материал, из которого изготовляют самые разнообразные изделия. Его используют практически во всех сферах:
  • Строительство.
  • Производство бытовых предметов.
  • Электроизоляция проводников.
  • Медицина.
Использование в производстве стройматериалов
Стекловолокно является сырьем для изготовления различных материалов. Из него делают:
  • Утеплительные маты.
  • Рулонную мягкую стекловату.
  • Штукатурную сетку.
  • Стекломаты.
  • Ткань.
  • Стеклопластик.
  • Стеклопластиковую арматуру.

Жесткие маты делают из стекловаты. Это достаточно плотный материал, применяемый для выполнения утепления фасадов. Кроме этого он при определенной длине нитей может выступать качественным звукоизолятором. Материал отличается стабильностью, но при его раскрое лучше пользоваться респиратором. Во время реза матов поднимается мелкая стекольная пыль. При попадании на кожу она вызывает ее раздражение, также такие частицы могут скапливаться в легких.

Рулонная стекловата является более гибким и менее плотным аналогом жестких матов. Она изготовлена аналогичным способом, однако сворачивается в рулон, что облегчает транспортировку. Ее используют в качестве теплоизоляционного материала, в частности совместно с металлическим профилем. Стекловата закладывается между направляющими, после чего закрывается отделочным материалом. Она в отличие от матов не может штукатуриться сверху, поэтому всегда должна применяться только с дальнейшим накрытием. Ее укладывают под кровлю, дощатый настил пола. В помещении на стенах ее закрывают гипсокартоном, на фасадах – металлическими панелями или вагонкой.

Особым спросом пользуется сетка из стекловолокна. Она применяется как армирующее изделие при выполнении штукатурных работ. Материал обладает высокой устойчивостью к растягиванию, что предотвращает появление трещин на стенах. Ее используют при выполнении внутренних и наружных штукатурных работ. Для отделки внутри помещения применяется сетка с небольшой плотностью от 80 г/м². Она выпускается в рулонах шириной 1 м. Сетка отличается достаточной гибкостью, но при сильном заломе ее волокна разламываются. Достоинство стеклосетки над обычной стальной штукатурной сеткой в том, что она не ржавеет. Со временем от нее на стенах не проявляются рыжие пятна.

Также из стекловолокна делают стекломаты. Их получают путем сложения между собой кусочков стеклянных волокон смешанных в произвольном направлении. Они скрепляются без использования клеящих составов. В результате смешанные иголочки поддерживаются между собой, обеспечивается надежная фиксация. Это армирующий материал, который ламинируется смолой. Из него можно создавать различные крепкие формы, к примеру, корпуса лодки. Для этого стекломаты и смола применяются как папье-маше.

Более легким и тонким аналогом стекловаты является стеклоткань. Она делается по аналогичной технологии с сеткой, но более сложным ткацким способом. В частности из нее состоят стеклообои и стеклохолст. Последний приклеивается на качественно оштукатуренную и шпаклеванную стену, после чего осуществляется ее покраска. Наличие стеклохолста препятствует образованию трещин, позволяет скрыть мелкие дефекты основания. Такая поверхность является ремонтопригодной.

Особым спросом пользуется стеклопластик, который помимо стеклянных волокон содержит в себе связующие смолы. Это очень прочный износоустойчивый материал, из которого делают самые разнообразные изделия. Примером такого использования является стеклопластиковая арматура. Она является аналогом стальной арматуры, используемой для армирования бетонных конструкций. Неоспоримым достоинством стеклопластикового изделия является низкая стоимость, небольшой вес, а также возможность транспортировки в виде скрученной бухты. Материал обладает аналогичной устойчивостью к разрыву, что и стальная арматура, при этом быстро разрезается даже ручной ножовкой по металлу.

Стекловолокно имеет очень широкое использование в строительстве, однако в последнее время уступает свои позиции базальтовой вате по направлению теплоизоляции. Это аналогичный материал, сделанный не из кварцевого песка, а базальта. Последний является более безопасным для человека, поскольку его волокна меньше осыпаются и раздражают слизистые оболочки и кожу. Однако при соблюдении определенных строительных норм возможно использование стекловолокна не только в промышленных зданиях, но и в жилых объектах.

Материал по-прежнему очень широко применяется для утепления трубопроводов. Что касается стеклообоев и штукатурной сетки, то ее применение абсолютно безопасно, поскольку в этом случае для ее производства используются длинные нити, а не короткие высыпающиеся волокна. Поэтому данные материалы являются неоспоримыми лидерами рынка.

Из стекловолокна с полимерными добавками получают стеклопластик, из которого делают корпуса судов и лодок, облегченные кузова гоночных машин. Это отличный материал для изготовления лыж, и даже емкостей для питьевой воды. Стеклопластик гораздо крепче обычной пластмассы, кроме этого он намного долговечнее. Он обладает лучшей устойчивостью к высоким температурам.

Использование в качестве изолятора

Из стекловолокна делают изоляцию для проводов. Она выступает непроницаемым диэлектриком. Изоляционная оболочка представляет собой сплетенную ткань, обмотанную вокруг проводника. Также огромным спросом пользуется оптоволокно, представляющее собой длинные цельные нитки с внешней ПВХ оболочкой.

Применение в медицине

Из стекловолокна изготавливают протезы и безопасные для здоровья импланты, которые могут контактировать с живыми тканями. В частности хорошо зарекомендовали себя зубные протезы. Стекловолокно при стабильной структуре, без осыпающихся частей, является абсолютно нейтральным для человека. Именно поэтому значительная часть медицинского оборудования и инструмента содержит стекловолоконные части. Материал применяется для изготовления хирургического лазерного скальпеля.

Применение в медицине подтверждает безопасность волокна для здоровья человека. Единственным исключением являются пыль и мелкие частицы волокон, которые втягивается в легкие человека из воздуха. Они окружают стекловату, а также образуются при распиле стеклопластика. Во всех остальных случаях материал абсолютно безопасен.

Стены

Стекловолокно представляет собой волокна или нити, изготовленные из стекла или его производных, но благодаря сложному процессу производства приобретшее в конечном итоге уникальные свойства, нехарактерные для обычного стекла. Оно не разбивается при ударе, а легко гнется, при этом не деформируясь и не повреждаясь. Из материалов, производимых на его основе, изготавливаются различные изделия, успешно заменяющие традиционные привычные материалы, а сферой применения становятся области строительства, автомобилестроение, дорожные работы в другие направления. В статье речь пойдет о разновидностях стекловолокна.

Содержание:

Производство искусственного волокна и применение материалов на его основе представляет большой интерес как прогрессивное направление бизнеса. Оно занимает сегодня огромную часть отрасли стекольной промышленности с приличными капиталовложениями. Это говорит о том, что стекловолокно востребованный продукт среди ассортимента производимых товаров в современном мире.

Синтетическое стекловолокно может выпускаться из различного типа сырья, среди которых стекло, шлак, различные горные породы и минералы. Стекловолокно может быть произведено методом непрерывных нитей, или другим способом — в виде штапельного волокна.

Стекловолокно характеристики

Стекловолокно популярно и востребовано как материал благодаря своим замечательным свойствам, которые в значительной мере отличаются от исходного материала. Особое внимание стоит остановить на следующих характеристиках:

  • высокий уровень прочности, который превосходит прочность легированной стали. Диаметр нитей стекловолокна составляет 7-9 мк. Они произведены из магнийалюмосиликатного стекла и стекла, не содержащего щелочь, обладают самыми большими показателями прочности;
  • устойчивость к термической обработке. Структура эпоксидного стекловолокна сохраняется даже при сильном нагревании, в условиях, когда природные волокна органического происхождения уже полностью разрушаются;
  • придание дополнительной прочности в составе других материалов. В этом случае стекловолокно играет роль армирующей основы;

  • толерантность некоторых видов стекловолокон к химически и термически агрессивных средам — кислотам, горячей воде и воздействию пара высокого давления. Лучшими показателями обладают волокна кремнеземного, кварцевого и каолинового происхождения;
  • звукопоглощающие свойства. Шумоизолирующий эффект достигается благодаря оригинальному строению материала, в котором пространство, остающееся между волокнами, заполнено микроскопическими пузырьками воздуха;
  • теплоизолирующие свойства. Небольшая плотность и содержание воздуха среди волокон обеспечивают удержание тепла зимой и отсутствие нагрева летом;
  • негорючесть и экологичность. Стекловолокно не воспламеняется, не горит и не плавится, что делает его пожаробезопасным материалом и позволяет избежать токсичных веществ, которые выделяются при горении многих синтетических материалов;
  • способности сохранять первоначальную форму, прекрасно сопротивляться старению и противостоять деформации;
  • изменение свойств материала при намокании. В мокром виде теряет исходные свойства, а при высыхании восстанавливает их снова;
  • плохое отношение стекловолокна к изгибам и многочисленным истираниям. Обработка смолами и лаками меняет дело в положительную сторону;
  • экономичности транспортировки. Стекловолокнистая ткань тонкая, гибкая, но в то же время упругая. При необходимости перевозки ее можно сложить достаточно плотно и структура ткани не будет нарушена. Благодаря этому экономится место в транспорте, а значит, и расходы на транспортировку.

Свойства, которыми будет обладать готовое изделие, в конечном итоге зависят от способа изготовления продукта, химического состава сырья, воздействия факторов окружающей среды и толщины стекловолокна.

Материалы на основе стекловолокна

Само стекловолокно является лишь сырьем для производства различных продуктов — стеклонитей, ровингов и рубленого волокна, из которых впоследствии изготавливаются разные материалы строительного, электроизоляционного, производственного и конструкционного назначения.

Из непрерывных стекловолокнистых нитей получают:

  • стеклоткани, которые производятся таким же ткацким методом, что и обычное полотно – переплетением продольных и поперечных нитей между собой. В зависимости от вида переплетения – сатинового, полотняного, шашечного или саржевого, плотности и извивистости пряжи ткани отличаются между собой свойствами и назначением. Стеклоткани бывают электроизоляционные, строительные, конструкционные, кремнеземные и ровинговые. В зависимости от марки цена стекловолокна составляет 25-200руб/м2$

  • армированное стекловолокно и ленты, отличающиеся размером ячейки, видом и плотностью пропитки и предназначенные для дорожных или строительных наружных и внутренних отделочных работ;
  • пластиковое стекловолокно – композиты с разнообразными свойствами, которые задаются изначально в зависимости от условий эксплуатации. Они позволяют производить изделия любой сложности и конфигурации и поэтому именно стекловолокна в сочетании с полимерами получили самое широкое применение и распространение в самых различных сферах нашей жизни.

Из штапельных стекловолокнистых нитей и рубленых волокон можно купить стекловолокно следующего назначения:

  • утеплитель — стекловату и стекломаты;
  • стеклохолсты различной степени толстости, стеклопластики;
  • такое сырье используется и как компонент строительных растворов.

Каждый из этих материалов имеет свои присущие только ему особенности и индивидуальные характеристики, что предоставляет неограниченные возможности для широчайшего использования их во всех областях человеческой жизни.

Стекловолокно применение

Сегодня без изделий из стекловолокна не обходятся строительные, ремонтные и отделочные работы. Этот материал применяется также и при проведении дорожных работ. Широкое использование он получил в авто- и судостроении, в сфере производства товаров бытового, спортивного и медицинского назначения. А из-за превосходных диэлектрических свойств давно применяется в энергетической отрасли в качестве изоляционных материалов.

Применение стекловолокна в строительстве

Очень много продуктов из стекловолокна используется в строительстве. Одним из них является стеклопластиковая арматура, которая разрабатывалась как замена для стальной. Дело в том, что долгое время сталь являлась практически единственным материалом, у которого имелись необходимые для армирующего элемента свойства — исключительная прочность и долговечность. Альтернативы не было, а значит, приходилось мириться и с недостатками стали. Когда развитие технологий сделало возможным получение материалов с ранее недоступными свойствами, изменились и стандарты производства стройматериалов, в том числе и армирующих. На смену стальной пришла композитная стеклопластиковая арматура.

  • Она обладает прочностью и надежностью стали, но в то же время в несколько раз легче ее, не подвержена коррозии, устойчива к неблагоприятным воздействиям влаги, имеет низкую теплопроводность, не проводит электричество и полностью химически инертна. Все эти замечательные качества обеспечивают композиту самое широкое использование в самых различных случаях — для армирования фундаментов, бетонных конструкций и дорожного или авиационного полотна, крепления теплоизоляции, в виде армирующих сеток для несущего или облицовочного слоя при строительстве или ремонте зданий, для возведения осветительных опор, ограждений, канализационных и мелиоративных конструкций.
  • Еще одним изделием из стекловолокна является стеклофибра, которую добавляют в бетонный раствор в качестве скрепляющего элемента. Как известно, обычная бетонная смесь в процессе застывания подвержена усадке, в результате которой образуются микротрещины. Что является нежелательным, так как негативно влияет на качество бетона и его долговечность. Добавление в раствор фибры меняет дело. Когда свежий бетон начинает застывать, внутри раствора химические и физические процессы могут приводить к образованию дефектов. Волокна стекловолокна способны остановить прорастание микротрещин на ранних стадиях его твердения. В некоторых случаях такой состав позволяет обойтись без дополнительного армирования. Стеклофибру применяют для создания газобетонов, пенобетонов и ячеистых бетонов, в сухих смесях и штукатурках, стяжках и стеновых панелей для зданий и т. д. Полученная продукция выходит лучшего качества и с более высокими характеристиками.

  • Стекловолокно — прекрасный утеплитель. Чем хорошо пользуются в строительстве для теплоизоляции различных ненагруженных конструкций, внутри и снаружи зданий. Для наружных работ применяется в системе вентилируемых фасадов как самостоятельный элемент утепления или в составе сэндвич-панелей. Может использоваться как в рулонах, так и в матах. Внутренние работы включают в себя утепление кровли, чердачного помещения, теплоизоляцию стен и потолков, внутренних перегородок обычных и каркасных зданий. Стекловолоконными изделиями утепляют также различные подходящие к зданиям коммуникации – трубопроводы, системы канализации и вентиляции, отопления. Для этих целей в основном используют иглопробивные материалы. Обладающими паро- и теплоотражающими качествами фольгированными матами изолируют холодильные камеры, сауны и подобные помещения.
  • Ремонт и отделка помещений также не обходится без изделий из стекловолокна. Их главное назначение — создание армирующего слоя на поверхности при штукатурных работах. Таким образом, реставрация проходит успешно. Множество мелких трещин или одну крупную можно закрыть с помощью шпаклевки стекловолокна.
  • Кроме этого ее используют как армирующий элемент перед заливкой наливного пола, укладкой гидроизоляции, для укрепления соединений листов гипсокартона. Для более тонкой отделки поверхностей под покраску, при работе с гипсокартоном, для предупреждения появления мелких изъянов и получения идеальной картины в целом используется более изящный вариант армирующего материала — нетканый стеклохолст. Финишная отделка с применением стеклохолста дает всегда отличные результаты, качественное однородное покрытие без дефектов и изъянов. К тому же это еще и гарантия того, что идеальное состояние поверхности в ближайшее время не будет нарушено.
Читайте также:  Температура горения разных пород дерева в печи по Цельсию

  • Еще одним отделочным материалом из стекловолокна являются стеклообои – прекрасное декоративное покрытие, но требующее большого количества краски из-за высоких впитывающих свойств. В отличие от обычных обоев, они выносливы, выдерживают механические нагрузки и воздействия химических сред.
Применение стекловолокна в дорожном и промышленном строительстве
  • Широкое распространение применение стекловолокна получило в промышленном и дорожном строительстве. Здесь оно незаменимо как скрепляющий компонент. Дорожное полотно с уложенной стеклопластиковой арматурой, при условии соблюдения технологии строительства, не растрескивается и не продавливается при нагрузках. Наличие в слоях покрытия дорог стеклосетки гарантирует увеличение производительности и срока их эксплуатации, снижает толщину асфальтного покрытия, предупреждает образование и распространение трещин и выбоин, увеличивает проходимость и долговечность дорог, позволяет увеличить сроки между ремонтами.
  • В гидротехническом строительстве без укрепляющих стекловолоконных сеток не обходится возведение плотин, набережных, мостов, подпорных стенок, ливневых коллекторов. Значительная часть канализационных емкостей (отстойников, фильтров, септиков) выполнена все из того же стеклопластика.

  • Из него изготавливаются сидения, устанавливаемые на стадионах, в аэропортах, авто- и ж/д вокзалах; оборудование остановок, бассейнов. Везде, где предусматривается большое скопление людей.
Применение стекловолокна в авто- и судостроение
  • Стеклоткань и композитный стеклопластик, благодаря малому весу и исключительной прочности, способности хорошо поддаваться механической обработке и окрашиванию, поэтому востребованы в автопромышленности и автоспорте. Из этих материалов производят различные части кузова — двери, крыши, крышки багажников, капоты. А также бампера, спойлеры, обвесы, рейлинги и внутренние детали салона. Стекловолокно применяют для придания дополнительной жесткости шинам, и в глушителях как звукоизоляционный материал.
  • В тюнинговых ателье изделия из стекловолокна используются для создания отделочных элементов благодаря способности легко копировать форму заготовки для воспроизведения необходимой детали. Простота в обработке, небольшая толщина, гибкость и пластичность материала позволяют изготавливать из него изделия разной степени сложности и формы.

  • Те же замечательные качества стекловолокна обеспечивают его применение в промышленном масштабе и в судостроительной отрасли. Корпуса моторных и весельных лодок, гоночных и крейсерных яхт, рыболовецких судов малой тоннажности, скутеров и катеров сегодня частично или полностью выполнены из этого материала. Стеклопластиковыми могут быть и другие части суден.

Лодка из стекловолокна видео

Другие способы применения стекловолокна

В зависимости от толщины стекловолокна из него производят различные товары народного потребления и другие изделия:

  • сантехнические детали — биотуалеты, септики, душевые кабинки, чаши бассейнов;
  • товары для спорта и отдыха — весла для гребли, лыжные палки, удочки и т. д.;
  • ящики и контейнеры для бытовых отходов твердого типа;
  • медицинские изделия, используемые в стоматологии — пломбы и несъемные протезы, ленты для шинирования зубов ;
  • медицинские изделия, используемым в ортопедии — протезы, костыли, трости;
  • разнообразные виды трубок бытового назначения — антенны, держатели, флагштоки;
  • электротехнические изделия — индикаторы, предохранители, заземлители.

Это далеко не полный список перечислений всех мест, где может быть использованы изделия из стекловолокна. С каждым днем область их применения все больше расширяется, охватывая все новые и новые сферы нашей деятельности.

Широкое распространение и применение стекловолокна и изделий на его основе стало возможным благодаря достижениям современного производства, высоким технологиям в области химпромышленности, в частности полимеров и композитных материалов, и высоким требованиям к качеству конечного продукта. Стекловолокно — уникальный продукт, который как нельзя лучше отвечает реалиям времени и требуемым характеристикам и свойствам, присущим современным материалам. Поэтому такое его разностороннее применение совсем неудивительно.

Стекловолокно

Неорганическое стекловолокно – это популярный многофункциональный материал, применяемый в различных сферах деятельности человека.

Стекловолоконная продукция отлично зарекомендовала себя как утеплитель для стен и пола,ее используют для отделки помещений самого разного назначения.

Из него производится разнообразная строительная, промышленная и другая продукция.

Интересен материал и тем, что может производиться из вторичного сырья.

Технологический процесс получения стекловолокна довольно прост.

Древние жители Египта, которые первыми выплавили стекло из смеси песка, извести и соды, могли получать стеклянные волокна, но промышленную технологию производства стекловолокна изобрел Джон Плаер в далеком 1870 году.

С тех пор производство этого материала совершенствовалось с каждым годом и его стали использовать при изготовлении огромного ассортимента изделий.

В этой статье мы рассмотрим свойства и характеристики стекловолокна из стекольного боя, области его применения и виды продукции, которые изготавливают из этого материала.

Из чего делают стеклянные нити?

Классический технологический процесс получения стекловолокна основан на выдувании стеклянных нитей из расплавленной при высокой в 1400 °C температуре смеси кварцевого песка, соды, извести и других специальных добавок.

Полученное жидкое стекло раздувается паром при выбросе из центрифуги или продавливается через фильеры (специальные платиновые сита с микроотверстиями) и на следующем этапе охлаждается.

При использовании центрифуг конечным продуктом является стекловата, а при применении фильеров — стеклянные нити, которые в дальнейшем идут на изготовление разнообразной продукции.

Возможность получения стеклянных волокон была открыта совершенно случайно. Авария на воздухопроводе привела к попаданию в расплав стекла струи воздуха под давлением, что привело к появлению стеклянных нитей. Этот факт и способствовал изобретению технологии производства стекловолокна.

Описанный выше техпроцесс получения стекловолокна является классическим из исходного природного сырья. Но эту же продукцию можно получать и из отходов стекла.

Рециклинг стеклянных изделий позволяет значительно снизить себестоимость конечного продукта, что дает конкурентные преимущества производителю, выбравшему такой способ производства стекловолокна.

Технология производства в этом случае практически не отличается от вышеприведенной, только вместо смеси природных компонентов плавится отсортированный бой стекла с соответствующими присадками.

Количество стеклянного боя в исходном сырье для производства стекловолокна может составлять до 90% общего объема. Это открывает широкие возможности для организации бизнеса по изготовлению стекловолокна на основе отходов стекла.

Свойства и характеристики

Использование стекловолокна в промышленности и строительстве обусловлено его отличными техническими характеристиками и свойствами. Именно они и привели к высокой популярности этого материала.

Ниже мы рассмотрим основной перечень технических характеристик и потребительских качеств изделий из стеклянных волокон:

Теплопроводность

Стекло само по себе имеет очень низкую теплопроводность, поэтому изделия из него обладают отличными теплоизоляционными свойства.

Самым низким коэффициентом среди всех изделий из стекловолокна обладает стекловата. Для этой продукции он составляет 0,05 Вт/м*К, что и определяет сферы ее использования.

Стекловата применяется для термоизоляции различных строительных конструкций, трубопроводов, промышленных объектов и т. д.

Химический состав

Эта характеристика зависит от состава исходного сырья. В любом неорганическом стекле основным компонентом является кварцевый песок, поэтому содержание SiO2 в стеклянных нитях варьируется от 50% до 99% в зависимости от их назначения.

Кроме этого компонента в стеклянном волокне присутствуют Al2O3, CaO и некоторые другие соединения.

От химического состава зависят физические характеристики стекловолокна и свойства изделий из него. В частности — щелочестойкость, которая определяется содержанием диоксида циркония (ZrO2) в стекле. Чем больше этого компонента, тем более щелочестойким является стекловолокно.

Плотность

Этот параметр непосредственно у стеклянных нитей подобен плотности стекла, из которого они изготовлены и равен 2500 кг/м³.

Плотность изделий из стеклянных волокон может колебаться в широких пределах. У стекловаты она минимальна, а такие продукты из этого материала, как листы, ткань и т. д. имеют максимальную плотность.

Для комбинированных материалов, таких как стеклопластик, плотность рассчитывается на основании плотности исходных материалов.

Температура плавления

Плавится любое стекловолокно при температуре от 1200 до 1400 °C.

Температура плавления зависит от состава стекла, из которого изготовлены волокна.

Чем больше в составе кварцевого песка, тем выше температура плавления. Поэтому для качественной переработки стеклянных отходов в стекловолокно необходимо точно знать его химический состав.

Стойкость к возгоранию

Стекло — полностью негорючий материал, поэтому изделия из него не способны поддерживать горение.

Все это в полной мере относится и к стеклянным волокнам – стекловолоконная продукция является пожаробезопасным материалом. Правда, некоторые композитные материалы, изготовленные на основе стекловолокна, могут возгораться при определенных условиях.

Таким образом, горит стекловолокно или нет, зависит от марки и компонентов, входящих в их состав.

Химические и физические характеристики стекловолокна определили виды продукции, которые можно изготовить из этого материала.

Марки

Перечень марок стекловолокна с соответствующими им характеристиками вы можете увидеть в таблице:

Ниже мы рассмотрим основные типы изделий из стеклянных волокон, наиболее популярные на современном рынке.

Материалы из стекловолокна

Среди всего разнообразия продукции из стеклянных волокон можно выделить две основные категории изделий: продукцию на 100% состоящую из этого материала и композитную, содержащую дополнительные вещества и элементы.

Рассмотрим некоторые изделия обоих видов и их характеристики.

  1. Маты из стекловаты. Эта продукция предназначена для теплоизоляции и шумопоглощения как в строительстве, так и в промышленной сфере. Структура теплоизоляционных матов состоит из ненаправленных отрезков стеклянных нитей, скрепленных между собой естественными силами. Продукция на 100% изготавливается из стекловолокна.
  2. Рулонная стекловата. Продукт полностью идентичный матам по своему составу и способу производства, только свернутый в рулоны. Для выполнения некоторых видов работ по теплоизоляции объектов такая форма поставки является более предпочтительной, чем маты.
  3. Сетка из стекловолокна. Изделие предназначено для армирования различных поверхностей при проведении отделочных работ. Состоит из гибких стеклянных нитей, переплетенных между собой и покрытых специальным раствором. Сетка выпускается как в листах, так и в рулонах различного размера.
  4. Ткань из стекловолокна. Эта продукция аналогична сетке из стекловолокна, только у нее более плотное плетение тонких стеклянных нитей. Изготавливается это изделие по ткацкой технологии в разнообразных исполнениях. Стеклоткань имеет широкую сферу применения: изготовление обоев, в частности стеклохолстов «паутинка», электротехнические работы и т. д.
  5. Стеклопластик. Это композитный универсальный материал, состоящий из стеклянных волокон и специальных связующих смол. Области использования стеклопластика самые разнообразные. Из него можно изготовить любые детали способом формовки и другими технологическими приемами.
  6. Стеклопластиковая арматура — достойная альтернатива металлическому аналогу, способная заменить его во всех сферах применения.

Конечно, это далеко не полный перечень продукции из стеклянного волокна.

Стекловолокно нашло применение в строительстве, электротехнике, радиотехники, медицине и других областях промышленности.

Следует заметить, что для производства тех или иных изделий используется стекловолокно разных марок, изготовленное по разным технологиям, имеющее различную длину и толщину нитей.

Штапельные стеклянные нити (короткие отрезки) применяются для производства стекловаты, рубленые из длинных волокон — для изготовления стеклопластика, а длинные (бесконечные) нити стекловолокна — для получения тканей и сеток.

Сферы применения

Стекловолоконная продукция используется в различных областях деятельности человека. Выше были описаны некоторые из них.

Рассмотрим этот вопрос подробнее, для каждой отрасли отдельно с перечнем основных изделий из стекловолокна, предназначенных для выполнения определенных работ, а также предметов, комплектующих и конструкций, которые могут быть изготовлены на основе стеклянных нитей.

Строительная индустрия

В строительстве стекловолоконные изделия используются в первую очередь для теплоизоляции:

  • жилых помещений;
  • промышленных зданий;
  • трубопроводов и других объектов.

Для этих целей используются:

  • маты;
  • рулоны из стекловаты;
  • листовое стекловолокно.

Для изготовления различных конструкций в строительной индустрии широко используется и стеклопластик — композиционный материал, состоящий из стекловолокна и полимеров.

Из него производятся разнообразные панели, плиты, в том числе теплоизоляционные, и другие защитные архитектурные элементы.

Стеклообои нашли свое применение в отделочных работах. Они изготавливаются из стекловолоконной ткани с различной структурой переплетения нитей.

Для штукатурных работ используется сетка из стеклянных волокон. Огнеупорное керамическое стекловолокно применяется в качестве теплоизоляции котлов, футеровки дымоходов, воздуховодов, стен и сводов нагревательных, термических печей.

Производство товаров

Стеклопластик широко используется в судостроении, производстве автотехники и других отраслях промышленности, где легкость, простота обслуживания, устойчивость к коррозии и низкая цена деталей являются определяющими факторами.

Из него изготавливаются корпуса и покрытия для лодок и яхт, элементы автомобилей, корпуса приборов и т. д.

Стеклопластиковые бассейны, емкости под воду, септики, лыжи, и другие товары прочно вошли в быт современного человека.

Ассортимент продукции из стеклопластиков огромен.

Электротехника и электроника

Стеклянное волокно используется для изготовления разнообразных электроизоляционных материалов.

Стекло является отличным диэлектриком, поэтому нити из него применяются при производстве специальных тканых материалов для изоляции токопроводящих конструкций и проводников электрической энергии.

Покрытый медной фольгой стеклотекстолит (смесь стеклянных волокон с эпоксидными смолами) является основой для изготовления многослойных печатных плат электронных устройства.

Оптоволокно, широко используемое в электронике, также является стекловолокном, изготовленным из кварцевого стекла.

Медицина

Стеклопластика применяется при изготовлении протезов различных частей человеческого тела, а также некоторых видов имплантов без вреда для здоровья. В стоматологии стеклянное волокно используется для изготовления зубных протезов. Во многих медицинских инструментах и оборудовании стекловолокно в различном виде присутствует как основной или второстепенный конструкционный материал. Одним из главных элементов хирургических лазерных скальпелей является все то же стекловолокно высокой степени очистки.

Из выше представленной информации можно сделать однозначный вывод, что стекловолокно, как основа для производства разнообразной продукции, является очень востребованным материалом в настоящее время.

Что можно сделать своими руками?

Для самостоятельного творчества стекловолокно является отличным материалом.

В основном поделки своими руками изготавливаются из стекловолоконных тканей и различных связующих смол: эпоксидного клея, полиэфирных смол и других синтетических наполнителей.

Что же можно изготовить из стеклоткани самостоятельно? Да все что угодно, от простой подставки для чайника до корпуса самодельной лодки или автомобиля. Все зависит от вашего желания и фантазии.

Самым простым способом изготовления любых деталей или конструкции из стекловолоконной ткани является технология послойного нанесения тканевой основы на модель с проклейкой каждого слоя эпоксидной смолой.

Этот метод позволяет создать практически любую конструкцию со сложной поверхностью из стеклопластика своими руками.Это может быть панель прибора, бампер автомобиля или катер.

Главное — правильно подготовить модель, на которую вы будете накладывать и склеивать слои стеклоткани.

Ее можно изготовить из пластилина, глины, дерева или других легкообрабатываемых материалов.

Модель следует обмазать жидким парафином для облегчения снятия готового изделия.

Каждый слой стекловолокна проклеивается эпоксидным клеем и вся конструкция снимается с модели после полного затвердевания.

Заготовка обрезается по контуру, шлифуется и если необходимо в ней прорезаются отверстия, после этого деталь готова.

В этом описании нет привязки к конкретному изделию и коротко рассказано об общем принципе изготовления любых изделий из стекловолокна своими руками.

Читайте также:  Штепсельная розетка что такое. Розетка штепсельная открытого и закрытого типов

Видео по теме

В данном видео описан процесс послойного склеивания листов ткани из стекловолокна для изготовления различных изделий.

Заключение

Минеральное стекловолокно – это универсальный материал, который используется для производства огромного количества изделий во многих областях хозяйственной деятельности человечества.

Рынок сбыта этого уникального продукта практически неограничен, при условии конкурентоспособной цены. Рециклинг отходов стекла и переработка стекольного боя в изделия из стекловолокна позволяют создать рентабельный бизнес с низкой себестоимостью продукции.

Стеклоткань: универсальное средство для решения сотен задач

Стеклоткань — во многом необычный конструкционный материал, который создан из обычного стекла и обладает целым рядом уникальных свойств. О том, что такое стеклоткань, как она устроена и производится, какие ее типы и разновидности сегодня существуют, и как она может применяться, читайте в этой статье.

Что такое стеклоткань, ее свойства и сферы применения

Стеклоткань — тканый или нетканый материал, изготовленный из стекловолокна, которое, в свою очередь, производится из специальных сортов стекла. Стекловолокно изготавливается методом экструзии (выдавливания) тонких нитей из расплавленного стекла с последующим охлаждением. Чаще всего толщина нитей стекловолокна лежит в пределах 3-100 мкм, при такой толщине они могут легко гнуться и не ломаться. Нити собираются в пучки (ровинги), из которых в дальнейшем формируется стеклоткань, либо укладываются в материале хаотично (без сбора в пучки) — в первом случае получается тканый материал, во втором — нетканый.

Стеклоткань обладает множеством необычных свойств, нехарактерных для исходного материала — стекла. Главное из этих свойств — это, конечно же, гибкость. Стеклоткань, в отличие от обычного стекла, может гнуться без разрушений, не разбивается при ударе и гораздо лучше противостоит механическим нагрузкам.

Стеклоткань 0.5 кв.м NOVOL

Стеклоткань 0.5 кв.м NOVOL

Также стеклоткань имеет ряд иных свойств:

  • Высокая прочность при низкой массе;
  • Устойчивость к воздействию воды и агрессивных сред;
  • Жаропрочность и не горючесть;
  • Отличные диэлектрические качества (хотя наиболее высокими электроизоляционными свойствами обладают только специальные сорта стеклоткани);
  • Экологическая безопасность.

Часть этих свойств стеклоткань получила в «наследство» от стекла (не горючесть, электроизоляционные свойства, химическая устойчивость), а часть — результат особого строения стеклоткани. Например, благодаря своей структуре стеклоткань обладает гибкостью и может принимать любую форму, а также имеет высокие теплоизоляционные качества.

На сегодняшний день стеклоткань находит применение в качестве армирующего и конструкционного материала, из которого можно изготавливать несущие и ненесущие конструкции различного назначения (от небольших изделий для использования в быту и деталей автомобилей, до целых корпусов яхт и небольших сооружений), в качестве электроизоляционных материалов, для теплоизоляции и т.д. В первую очередь, из стеклоткани изготавливаются стеклопластики и разнообразные композитные материалы. Особые сорта стеклотканей обладают устойчивостью к высоким температурам, поэтому могут использоваться в качестве огнеупорных материалов, а также и радиационной устойчивостью.

При этом стеклоткань технологична и довольно проста в использовании (даже в бытовых условиях), поэтому она занимает прочное место в самых разных областях — в строительстве, машиностроении, в радиотехнической отрасли, в легкой промышленности и т.д. И можно с уверенностью сказать, что в будущем роль стеклоткани будет только возрастать.

Типы и разновидности стеклотканей

Существующие сегодня стеклоткани можно разделить на несколько типов по назначению, материалу изготовления и структуре:

  • Конструкционные стеклоткани;
  • Электроизоляционные стеклоткани;
  • Строительные стеклоткани;
  • Радиотехнические стеклоткани;
  • Изоляционные стеклоткани;
  • Кремнеземные и кварцевые стеклоткани;
  • Базальтовые стеклоткани;
  • Ровинговые стеклоткани;
  • Фильтрационные стеклоткани.

Все стеклоткани имеют свое назначение и особенности, которые следует кратко рассмотреть. Но прежде отметим, что в России существует несколько стандартов, регулирующих качества и свойства стеклотканей, а также устанавливающих маркировку этих материалов. На российском рынке присутствует множество стеклотканей зарубежного производства, однако в целом они соответствуют отечественным стандартам.

Конструкционные стеклоткани. Данный тип стеклоткани предназначен для изготовления различных изделий, а также для армирования. Чаще всего стеклоткань производится из алюмоборосиликатного стекла, ее волокна для лучшей адгезии нередко пропитываются формальдегидными, полиэфирными и другими смолами, а также замасливателями — парафинами, латексом, крахмалом и т.д. Из конструкционных стеклотканей изготавливаются стеклопластики, отформовываются различные изделия, корпуса лодок, детали автомобилей и многое-многое другое. Наиболее распространены конструкционные стеклоткани марок Т-11, Т-13, Т-24, ТР-14 и другие.

Электроизоляционные стеклоткани. Этот тип стеклоткани имеет высокие электроизоляционные качества и прочность, как и в случае конструкционных стеклотканей, волокна для электроизоляционных стеклотканей изготавливаются из алюмоборосиликатного стекла. Некоторые сорта производятся из полого стекловолокна (в их маркировке присутствует буква «П»). Данный тип стеклотканей используется для изготовления монтажных плат (стеклотекстолитов), изоляционных оболочек, а также для теплоизоляции. Хотя они также могут применяться и для изготовления стеклопластиков. Маркировка электроизоляционных стеклотканей начинается с буквы «Э».

Строительные стеклоткани. Эти стеклоткани обладают высокой прочностью, они применяются в отделочных работах для армирования стен под штукатурку и шпаклевку, укрепления различных конструкций, а также в дорожном строительстве. Маркировка данных материалов начинается с индексов «СС», «ССШ» и «СДА».

Радиотехнические стеклоткани. В полотне данных типов стеклотканей присутствуют металлические элементы (проволока или нить), благодаря чему они могут частично отражать радиоволны и свет. Такие ткани используются для получения изделий с определенными качествами по отношению к радиоволновому излучению. В маркировке радиотехнических стеклотканей присутствуют буквы «СТП», «РСП», «ТСОН» и «СММТ».

Изоляционные стеклоткани. Эти типы стеклотканей применяются в строительстве, для армирования теплоизоляционных конструкций и т.д. Обычно изготавливаются из бесщелочного стекла и покрыты замасливателем на основе парафина. Маркировка данных стеклотканей начинается с букв «И» и «ПС».

Кремнеземные и кварцевые стеклоткани. Эти типы стеклотканей предназначены для работы в экстремальных условиях — при температурах до 1100 и более градусов, при повышенном радиационном фоне, в агрессивных средах и т.д. Они отлично заменяют вредный асбест. Такие стеклоткани широко применяются в промышленности, используются для изоляции, в качестве тепловых барьеров и т.д. Данные типы стеклотканей имеют маркировку с буквами «КТ» и «ТС».

Базальтовые стеклоткани. По своим характеристикам они близки к кремнеземным и кварцевым стеклотканям, однако производятся из иного сырья (базальты). Выдерживают несколько меньшие температуры, но отлично могут использоваться в качестве заменителя асбеста.

Фильтрационные стеклоткани. Данный тип стеклотканей применяется для фильтрации газов, а изготовленные из стекловолокна фильтрационные сети — в тех отраслях, где требуется разделение фракций. Фильтрационные стеклоткани и сетки в индексе имеют буквы «ТСФ» и «ССФ».

Ровинговые стеклоткани. Это не отдельный вид стеклотканей, а обозначение структуры материала. Ровинговыми бывают практически все стеклоткани — конструкционные, электроизоляционные и т.д. Ровинговые стеклоткани изготавливаются из ровингов — нескрученных пучков стекловолокна, которые затем сплетаются в ткань. Обычно данный тип стеклотканей поставляется листами или рулонами большой площади, что позволяет формовать из них изделия больших размеров. Обычно данные ткани имеют обозначение «ТР».

Все эти типы стеклотканей могут поставляться в виде листов или рулонов различной ширины (обычно не более 1,1 метра). Причем полотна стеклотканей могут быть двух основных категорий:

  • Тканые материалы — изготовлены по тем же технологиям, что обычные ткани, волокна в них расположены упорядочено;
  • Нетканые материалы — волокна расположены беспорядочно, структура схожа со структурой войлока.

В свою очередь, тканые материалы могут иметь три типа переплетения:

  • Полотняное;
  • Саржевое;
  • Сатиновое.

Стеклоткани с полотняным переплетением (их еще также называют стеклорогожей) самые плотные и прочные, они при растяжении мало меняют свои размеры и плохо огибают искривления. В этой ткани ровинги (пучки стекловолокон) переплетаются в каждом пересечении, в результате образуется картина, напоминающая шахматную доску.

В стеклотканях с саржевым переплетением нити переплетаются таким образом, что на поверхности образуются расположенные по диагонали (относительно направления ровингов) рубчики. Такие ткани обладают несколько меньшей плотностью, чем стеклорогожи, они могут тянуться, поэтому широко используются для армирования и производства изделий сложной геометрии.

В стеклотканях с сатиновым переплетением нити сплетаются еще реже, чем при саржевом переплетении, поэтому на их поверхности образуются различные рисунки, а сама ткань получается не слишком плотной и очень гибкой. Такие стеклоткани очень хорошо могут огибать даже небольшие неровности, выпуклости и углубления, поэтому с их помощью легко можно изготовить небольшие предметы сложной геометрии.

Все стеклоткани могут иметь различную плотность, которая зависит не только от типа переплетения, но также от толщины ровингов и толщины стекловолокон. Обычно плотность этих материалов лежит в пределах 30-1800 г/кв. м. Наибольшее употребление для бытовых нужд, тюнинга или ремонта находят стеклоткани плотностью 300-900 г/кв. м.

Примеры практического использования стеклотканей

Здесь невозможно описать все существующие способы применения стеклотканей — их очень много, и в каждом случае нужно выбирать именно то, что лучше поможет решить поставленную задачу. Поэтому ограничимся кратким обзором принципов и технологий использования стеклотканей в различных областях.

Наиболее часто стеклоткани используются для изготовления стеклопластика или армирования те иди иных изделий из других материалов. Обычно технология строится следующим образом:

  1. Из какого-либо податливого материала (дерево, пластилин, глина и т.д.) вручную изготавливается полномасштабная модель будущего изделия;
  2. Форма покрывается материалом, который предотвратит приклеивание к ней связующего (вазелин, солидол, специальные составы);
  3. Производится обклеивание формы стеклотканью в несколько слоев до получения необходимой толщины стенок будущего изделия. Склеивание чаще всего производится на эпоксидных и полиэфирных смолах, но могут применяться и другие составы. Обычно каждый слой проглаживается валиком, при этом полного высыхания предыдущего слоя перед накладыванием последующего ждать не надо;
  4. Производится сушка изделия (то есть — нужно дождаться полной полимеризации связующего вещества), после чего изделие аккуратно снимается с формы и обрабатывается.

Однако чаще используют несколько иной метод, который обеспечивает лучшее качество внешней поверхности. В целом он соответствует указанному выше, но формовка изделия производится в матрице. Для этого форма (модель будущего изделия) укладывается в ящик, обрабатывается вазелином или иным составом, и заливается гипсом. После отверждения гипса форма вынимается, а оставшееся углубление будет использоваться для формования изделия описанным выше способом. По такой технологии можно организовать мелкосерийное производство различных небольших деталей.

Для достижения необходимой прочности рекомендуется использовать как минимум четыре слоя стеклоткани. Следует помнить, что свежеприготовленная смесь эпоксидной смолы и отвердителя уже через 15-20 минут полимеризуется, поэтому при работе необходимо готовить связующее в таком количестве, чтобы использовать его за указанное время. Изделие можно считать готовым к применению через три-четыре дня.

Нужно отметить, что изделие из стеклоткани можно окрасить в какой-либо цвет при формовке, для этого в связующее вещество добавляется краситель. Также внешней поверхности изделия можно придать определенную фактуру, для чего используются стеклоткани со специальным типом переплетения или нетканые стеклоткани.

Довольно часто стеклоткань применяется для армирования уже готовых изделий, например — лодок из фанеры, строительных конструкций и других. В этом случае стеклоткань просто наклеивается описанным выше способом на изделие, но здесь надо предпринять меры для того, чтобы образуемый слой стеклопластика как можно лучше приклеился к основе.

Наконец, стеклоткани могут применяться для теплоизоляции и ограждении нагревающихся конструкций (например, для обмотки труб печей), в качестве защиты от искр и капель расплавленного металла при резке металлов, сварке, пайке и других работ, в качестве защитного и антиадгезивного (препятствующего прилипанию) слоя при плавке металлов, склеивании полимерных пленок и во многих других ситуациях.

Таким образом, стеклоткань — это универсальный материал, который может находить применение в тюнинге, моделировании, ремонте и строительстве и в сотнях других областях. Главное — найти оптимальную технологию и правильно подобрать материал, и тогда результат оправдает все ожидания.

Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.

Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.

Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.

Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.

Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.

Использование правильного типа шин гарантирует автомобилю устойчивость и управляемость в любой дорожной ситуации. Только шины, используемые по сезону, гарантируют оптимальные сцепные характеристики с дорожным покрытием и минимальный тормозной путь.

На всех механических транспортных средствах помимо основных указателей поворота должны присутствовать вспомогательные огни — боковые повторители поворота. Все о повторителях, их классификации, устройстве, характеристиках и работе, а также о подборе и замене данного типа приборов — читайте в статье.

Где и для чего стекловолокно применяется в строительстве

Представьте себе, сколько полезных материалов для строительства можно изготовить путем переработки стекла

Чем утеплить свой дом? Как сделать штукатурку долговечнее, а бетон прочнее? Ответ на эти вопросы один — стеклянное волокно и различные изделия на его основе. Я расскажу, что такое стекловолокно и как этот материал применяется в строительстве.

Все, что нужно знать о материале

Стекловолокно и материалы, изготовленные на его основе, с давних пор применяются в строительстве. Эксплуатационные и технические характеристики материала определяются толщиной и плотностью волокон.

В соответствии с диаметром поперечного сечения, различаются следующие виды волокон:

  • Ультратонкое (диаметр не более 1 мкм) – применяется для изготовления средств передачи сигнала на расстояние (оптоволоконная связь);
  • Супертонкое (диаметр от 1 до 3 мкм) – используется для производства тепло- и шумоизоляционных материалов;
  • Тонкое (диаметр от 4 до 12 мкм) – применяется для производства теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов;
  • Утолщенное (диаметр от 12 до 25 мкм) – используется для производства армирующей штукатурной сетки и армирующей засыпки для приготовления бетонов;
  • Толстое (диаметр от 25 мкм и больше) — применяется для изготовления водопроводных труб большого диаметра.

На фото показана работа экструдера, который делит расплавленное стекло на отдельные волокна

Стекловолокно — это продукт переработки вторсырья. При производстве в качестве основного сырья используется битое стекло и очищенный песок. Чтобы обеспечить требуемые эксплуатационные свойства материала, к основному сырью добавляется известняк, доломит, сода и ряд других компонентов.

Читайте также:  Установка двери входной. Тонкости монтажа входных дверей, этапы от подготовки до откосов

Линия намотки готового стекловолокна на бобины

В ходе производства, смесь компонентов, под воздействием высоких температур, плавится вплоть до образования густой тягучей массы. Расплавленная масса вытягивается посредством экструдера на отдельные волокна требуемой толщины.

Готовое стекловолокно в виде тончайших нитей сматывается в мотки и применяется для изготовления тканных или нетканых полотен, обрезков фибры и т.п.

Использование в строительстве

ИллюстрацииКраткое описание
Армирование бетонов. Заполнение строительных бетонов фиброй значительно уменьшает процесс усадки.

Полимерные трубы, изготовленные с добавлением стекловолокна, в разы прочнее обычных полиэтиленовых труб.

Стеклопластиковые композитные трубы негорючие, а потому они являются отличным вариантом для прокладки коммуникаций.

Стеклофибра — что это такое и как применяется

Стеклофибра – это стекловолокно, которое при изготовлении бетонов замешивается в раствор. Фибра, добавляемая в небольших объёмах в раствор, при застывании бетона упрочняет строительный материал и, таким образом, предупреждает образование трещин.

Преимущества стеклофибры в сравнении с металлической арматурой:

  • Меньший вес и, как следствие, меньшая нагрузка на стены;
  • Меньшая цена, что снижает себестоимость строительных работ;
  • Устойчивость к коррозийным процессам – для сравнения, металлическая арматура в бетоне окисляется и разрушается уже в первые 15-20 лет;
  • Устойчивость к химически агрессивному воздействию, что делает ресурс использования материала практически неограниченным.

Инструкция добавления стекловолокна в цементопесчаный раствор предусматривает пропорции 5-10% фибры от общего объема готового бетона. Замешивание фибры выполняется в сухую смесь, после чего содержимое мешалки затворяется водой.

Стеклосетка — какой она бывает и как применяется

Стекловолокно сплетается в сетку, которая повсеместно применяется в качестве армирующего материала при штукатурных и малярных работах.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, как и для чего используется стекловолокно. С подробностями можно ознакомиться, посмотрев видео в этой статье. Если остались вопросы, задавайте их в своих комментариях.

Стекловолокно: его свойства и применение

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 06.02.2019 2019-02-06

Статья просмотрена: 134 раза

Библиографическое описание:

Касса, Ферхат. Стекловолокно: его свойства и применение / Ферхат Касса. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 6 (244). — С. 14-16. — URL: https://moluch.ru/archive/244/56314/ (дата обращения: 23.02.2021).

Ключевые слова: стекловолокно, усиление, композитные материалы.

Благодаря своим особым качествам стекловолокно, как материал, широко используется как материал для армирования.

С 1930 года стекловолокно быстро заняло лидирующие позиции во много отраслях промышленности. Действительно, этот материал используется в различных областях жизнедеятельности человека, таких как здания и сооружения промышленно-гражданского комплекса (29 %), транспорт (25 %), электричество и электроника (16 %), спорт и отдых (14 %) и промышленное оборудование (11 %).

Стекловолокно обладает множеством преимуществ: конкурентоспособной ценой, малым весом, огнестойкостью и отличными экологическим характеристикам. Этот компонент определенно нашел свое место в мировом строительства, он широко используется для производства различных армированных композитных материалов.

Армирование или усиление железобетонных конструкций (здания, мосты) композитными материалами (стекловолокном) в наше время все более находит широкое применение благодаря своим преимуществам и достигаемым при армировании результатам. Исследования свойств композитных материалов выполнялись во многих странах, где и были разработаны методики расчета таких конструкций и практические рекомендации по их изготовлению.

Стекловолокно используется как для армирования, так и для изоляции и оптики. Для усиления оно является безусловно наиболее важным компонентом. В 9 из 10 случаев стекловолокно используется для армирования бетонов или полимеров (термореактивных пластиковых материалов, таких как полиэстер или эпоксидная смола) для производства композитных материалов, способных заменить сталь.

Для изоляции стекло используется в виде довольно коротких волокон, которые образуют своего рода матрацу, часто называемой стекловатой. Этот материал так же используется для теплоизоляции (Anne BERTHEREAU, Eric).

Стекловолокно имеет высокую прочность на растяжение: 3400Мпа….4400Мпа (Djebloun Youcef). Волокна в композитном материале защищены связующим веществом и смолой. Химические свойства стекла, отлично проявляют себя при воздействии влажной среды или в воде (Julien Mercier).

Стекловолокно имеет термическую стойкость, образованную структурными связями при высокой температуре, называемой термическим уплотнением (W. H. Otto).

Микро исследование материала показало некоторые дефекты, связанные с производственным процессом, такие как: разница в толщине готового изделия, от одного места к другому,формирование воздушного пузыря и соответственно наличие пористости у готового изделия(Djebloun Youcef).В рамках рекомендацый, я бы предложил для избежания негативных последствий, тщательно следить за производственным процесом на всех стадиях изготовления изделия, от проектирования, до его физического изготовления, в том числе путем проведения соответсвующих исследований (анализов) при его изготовлении.

  1. Производство волокна

– плавка партии для получения расплавленного стекла

– вытягивание и калибровка волокна

  1. Различные виды армирования

– Утолщения помогают улучшить прочность на разрыв и жесткость композиционных материалов и находятся в форме нити (органических волокон или неорганических).

– Стекловолокно выпускается в различных коммерческих формах:

  • — в форме ровинга (нити, замки и т. д.): Ровинг представляет собой сборку параллельных оснований, сгруппированных без кручения
  • — в форме тканей (ткани из тафты, холсты и т. д.): Ткань формируется перпендикулярным перекрещиванием ровинга. Ровные ткани могут весить до 800 г / м2.
  • — в виде мата (проволочная нарезка, сплошная проволока) мат представляет собой мат нарезной или непрерывного пластика, агломерированный быстро растворимым связующим или медленным связующим в смоле

Рис. 1. стеклянный ровинг

Рис. 2. стеклянная ткань

Рис. 3. стеклянный коврик

  1. Преимущества стекловолокна при усилении

1) усиление конструкций стекловолокном показывает хорошие результаты:

– Возрастает несущая способность таких конструкций

– Происходит адаптция усиленных конструкций к «современным стандартам» в условиях возрастающих нагрузок и увеличения интенсивности их воздействия

2) возможность расчета усиленных стекловолокном конструкций на восприятие нагрузок;

3) улучшение структуры бетонных конструкций, усиленных стекловолокном.

4) возможность осуществлять мониторинг и наблюдение за такими конструкциями

5) увеличение механических характеристик, например, прочности при растяжении от 400 до 2000 Мпа

6) коррозионная стойкость, что способствует их использованию в странах, где климат очень экстремальный, как Россия и Северная Америка

8) низкая стоимость производства стекловолокна по сравнению с другими волокнами (углеродные волокна. ), что делает его одним из наиболее используемых волокон в настоящем

  1. Anne BERTHEREAU, Eric DALLIES Date de publication: 10 janv. 2008), ‘’Techniques de l’ingénieur Matériaux composites’’
  2. DJEBLOUN YOUCEF,’’ généralités sur les matériaux de constructions’’ –chapitre 01, page 05
  3. Julien Mercier — ‘’Prise en compte du vieillissement et de l’endommagement dans le dimensionnement de structures en matériaux composites’’-Thèse de doctorat, Université Paris VI, 1991 –page 28
  4. W. H. Otto, “Compaction effects in glass fibers,” Journal of The American Ceramic Society, page 68–72
  5. reference guide STRRES FABEM –chapitre 5
  6. СП 164.1325800.2014 Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования

Стекловолоконные штифты: плюсы и минусы стекловолоконных штифтов

Стекловолоконные штифты – новое слово в эстетическом протезировании

Очень часто в процессе лечения, например, пульпита или периодонтита стоматологу приходится высверливать большие полости, а при осложненном поражении – удалять нерв зуба (проводить депульпацию). Таким образом, зуб оказывается лишенным элементов, которые обеспечивают его прочность, и задача врача – эту прочность восстановить. Для этого в стоматологии используются штифты (стекловолоконные или анкерные). Этот метод имеет свои плюсы и минусы, сферу применения и все больше вызывает интерес у терапевтов. Почему это происходит – расскажет данная статья.

Что такое штифт

Лечение кариозных поражений (особенно осложненных) приводит к значительному иссечению дентина, иными словами от зуба нередко остается небольшой остов, который либо совсем чуть-чуть возвышается над десной, либо находится с нею вровень. Такая разрушенная коронка требует восстановления – и для эстетической цели, и для сохранения функциональности единицы. Особенно если речь идет о фронтальной группе зубов.

В таких случаях перед врачами стоит непростая задача: не просто устранить эстетический дефект, но и нормализовать функцию твердых тканей зуба. Протезирование коронкой в данном случае бесполезно, потому что ее элементарно не на что надеть. И тогда на помощь доктору приходит относительно молодое изобретение – штифт. Суть его применения проста: он вставляется в прочищенный корневой канал, а на торчащий над десной конец наращивается коронка.

Виды штифтов

Анкерные (металлические) штифты используются в стоматологии очень давно, но имеют ряд минусов. Они жесткие и нередко приводят к деформации корня или даже его перелому, они могут вызывать аллергические реакции и разрушать дентин, окисляясь.

Однако на смену им пришли полимерные посты, которые изготавливаются из синтетических материалов, а потому имеют массу преимуществ перед своими металлическим братьями.

Интересно! Обрезание стекловолоконного поста делают только алмазной фрезой, потому что только она позволяет произвести отпил без нарушения структуры штифта. Укорачивание изделия другим буром повреждает внешний слой, а значит, внутрь конуса могут проникнуть бактерии, что неизбежно приведет к его разрушению.

Плюсы стекловолоконных штифтов

  • сохраняют структуру зуба и его тканей,
  • не приводят к перелому корня,
  • благодаря своей гибкости могут быть установлены в зубы со сложным рисунком корневого канала,
  • не подвергаются коррозии,
  • обладают биологической и химической инертностью, гипоаллергенны, не токсичны, не канцерогенны,
  • пассивны с электрохимической точки зрения, то есть не порождают гальванический ток при наличии во рту других металлических конструкций (брекетов, коронок, мостов и т.д.),
  • рентгеноконтрастны,
  • легко удаляются из корневого канала, если потребуется замена,
  • позволяют создать коронку зуба за одно посещение, избегая привлечения дополнительных специалистов и лаборатории,
  • имеют низкую стоимость (по сравнению с анкерными штифтами),
  • позволяют достигнуть отличного эстетического результата реставрации.

Недостатки полимерных ортопедических стержней

Минусов у таких изделий не очень много – в основном они касаются штифтов в целом. Так, их поверхность имеет низкую адгезию, поэтому светоотверждаемый (например, стеклоиономерный) композитный материал довольно плохо крепится к ней. Это уменьшает срок службы стекловолоконных моделей по сравнению с анкерными. Кроме того, их фиксация требует мануального навыка от доктора (потому что устанавливает штифт тот же врач, что и лечил зуб). При установке в зуб с извитыми каналами, где имеются микропустоты, может разрушаться, потому что пустоты будут оказывать дополнительную нагрузку на полимер.

Ну и в принципе это недорогое, но не самое лучшее решение для восстановления зуба, потому что нагрузка на корень распределяется неравномерно, то может привести к его быстрому перелому.

Показания для применения

  • если на зубе было проведено эндодонтическое лечение и его коронка разрушена на 2/3 и более,
  • если у пациента имеется аллергия на металлы,
  • если речь идет о депульпации фронтальных зубов,
  • если после эндодонтического лечения требуется укрепить зуб,
  • если у пациента уже имеется металлическая конструкция во рту (во избежание возникновения гальванического тока).

Противопоказания для установки штифтов

К полным или относительным ограничениям относятся заболевания крови, нарушение функций центральной нервной системы, тяжелые заболевания эндокринной системы, а также онкологические диагнозы, небольшая глубина корня, не позволяющая провести наращивание на штифт, истончение дентина, болезни десен и пародонта, прогрессирующий кариес.

Методика постановки стекловолоконных штифтов

Для надежной фиксации изделия из стекловолокна врач должен сначала подготовить зуб. После окончания терапевтической части проводится депульпация (удаление нерва) и прочистка канала. Его протравливают слабым раствором фосфорной кислоты, причем ею обрабатывается не только внутренняя полость (не более 15 секунд), но и поверхность коронки (30-60 секунд). Далее зуб промывают дистиллированной водой, высушивают бумажными турундами и обрабатывают препаратом, содержащим коллагеновые волокна. Именно они должны обеспечить адгезивность изделия. После этого начинается процесс установки стержня.

Этапы постановки стекловолоконного микропротеза

  1. штифт обезжиривают раствором ацетона, хлороформа, спиртом или ангидрином, покрывают двумя слоями бондинг-агента (например, системы LuxaBond),
  2. в канал зуба закладывают композитный материал, равномерно распределяют его по стенкам отверстия. Этим же композитом обрабатывают поверхность штифта,
  3. помещают стержень внутрь зуба и отверждают пломбировочный материал фотополимеризационной лампой,
  4. после этого начинается восстановление наддесневой части коронки. Этот процесс индивидуален и зависит от степени разрушенности зуба, его места в челюсти и клинической картины. Это может быть просто композитная реставрация, либо постановка классической коронки из совершенно любых материалов.

Важно! Бондинг-агенты двойного отвержения имеют высокую химическую активность, поэтому прочно скрепляются не только с пломбировочным материалом, но и с дентином. Таким образом, достигается плотная фиксация стекловолоконного штифта и герметичность корневых каналов.

Производители полимерных штифтов

1. Glassix

Производитель – швейцарская компания HaraldNordin. Специализируется на производстве штифтов, закругленных на конце. Они имеют три разных диаметра – 1.20 мм, 1.35 мм и 1.50 мм. Характеризуются высокой прочностью, эластичностью и светопроводимостью. Кроме того, стекловолокно Glassix схоже по структуре с дентином, что облегчает реставрационные работы и снижает различия на стыке искусственной и естественной областей. Цена одного изделия начинается от 800 рублей.

2. Ikadent

Производитель – российская компания Ikadent, чья продукция по качеству может равняться с западными аналогами. Выпускает целый модельный ряд ортопедических стрежней: цилиндрические с закругленным концом; цилиндрическо-конические с диаметрами (1,25 мм, 1,4 мм, 1,55 мм); стержень с буртиком (наростом на конце, позволяющим проводить объемную реставрацию зуба). Штифты Ikadent отличаются высокой прочностью, не нуждаются в дополнительной обработке для повышения адгезии и позволяют восстанавливать зубы при тотальном разрушении наддесневой части коронки. Стоимость одного изделия варьируется от 1500 до 2500 рублей.

3. Relyx Fiber Post

Производитель – США. Данные ортопедические стержни выпускаются в трех модификациях с диаметрами 1,3 мм, 1,6 мм и 1,9 мм, а уникальная их конструкция позволяет заполнить канал, не создавая пор. Отличаются высокой прочностью и хорошими эстетическими характеристиками. Цена за штуку варьируется от 4000 до 6000 рублей.

4. EasyPost

Производитель – одноименная французская компания. Отличается от других стекловолоконных изделий прозрачностью, поэтому массово применяется в восстановлении фронтальных зубов. Прочность данных ортопедических стрежней достигается обработкой стекловолокон цирконом. Стоимость одной единицы 4000-600 рублей.

5. Fibrapost Lux

Страна-производитель – Швейцария. Стержни Fibrapost Lux имеют следующие конкурентные преимущества: рентгеноконтрастность, устойчивость к изгибу и скручиванию благодаря особому плетению, наличие микробороздок, повышающих крепление со стенками канала. Прозрачность штифтов позволяет устанавливать их в зубы зоны улыбки. Цена одного изделия начинается от 5000 рублей.

Срок службы изделий

Большинство производителей дает гарантию на изделия от 5 до 10 лет, однако истинный срок службы штифта будет зависеть от квалификации врача, установившего его, и от того, насколько точно пациент соблюдает рекомендации по уходу за реставрированным зубом. При благоприятном раскладе зуб, восстановленный на стекловолоконном штифте, может прослужить и 15 лет.

Во сколько обойдется установка

Что касается цен на лечение, то за установку штифта они начинаются в среднем от 1000 рублей. Но важно понимать, что к этому стоит добавить стоимость лечения зуба, очищение его корневой системы (т.е. прочищение каналов), а также протез (коронку или наращивание композитом) с целью восстановления анатомии зуба. Поэтому итоговая стоимость лечения начнется от 5-7 тысяч рублей.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию