Технология производства композитной арматуры

Производство композитной арматуры: технологии, стоимость, окупаемость

Арматура в строительстве применяется при производстве железобетонных конструкций. Сама по себе арматура представляет собой пространственный каркас из различных элементов, которые воспринимают различные нагрузки, оказываемые на готовое изделие из железобетона.

Традиционно строительную арматуру изготавливают из стали, поэтому и готовые изделия с применением данной арматуры так и называют #8212; железобетон.

Однако, все большую популярность приобретают альтернативные материалы, так, вместо стальной арматуры при строительстве начинают использовать композитную.

Общее название #171;композитная арматура #187; объединяет в себе класс неметаллической арматуры, произведенной из различных полимерных материалов. В частности, композитные изделия изготавливаются из стеклянных, базальтовых, углеродных нитей. Поэтому продукцию традиционно называют по основному материалу производства #8212; стеклопластиковая арматура (АСП) из стекловолокна, базальтопластиковая арматура (АБП) из базальтовых волокон, углепластиковая арматура (АУП) из углепластика.

Основные достоинства композитной арматуры:

  • Высокая прочность, сравнимая с металлом,
  • Низкая себестоимость производства и недорогое оборудование,
  • Доступные компоненты производства,
  • Не проводит электричество,
  • Удобство и скорость монтажа, не требует сварки,
  • Более высокая коррозионная стойкость по сравнению со стальной арматурой,
  • Конечная стоимость для потребителя дешевле на 24,9% чем железное изделие,
  • Экономия на разгрузке, транспортировке и хранении, композитная арматура может хранится скрученной в бухтах по 100 погонных метров. Вес такой бухты не превышает 10 кг, разгрузка и погрузка может осуществляться без применения спец.техники и занимает малое время.

В производственном бизнесе получили распространение два типа арматуры #8212; стеклопластиковая и базальтовая арматура .

Стеклопластиковая арматура #8212; производится из стеклонити (стеклоровинг) пропитанной термореактивными смолами. Основа арматуры #8212; стеклянная высокопрочная нить. Отличается крайне низкой стоимостью изготовления.

Базальтовая арматура #8212; производится из базальтового волокон и, связующих их, смол. Основа арматуры #8212; базальт, полимер, получаемый из минералов. Отличительная черта от стеклоарматуры #8212; обладает более высокой стойкостью к агрессивным средам и более высокой температурой плавления. Себестоимость изготовления дороже чем у АСП, в силу использования более дорогого исходного материала.

Общая принципиальная схема производства композитной арматуры заключается в том, что синтетические волокна скручиваются между собой и пропитывают полимерными связующими, после этого, скрученные нити подвергаются полимеризации и отверждению. В процессе производства, для повышения поверхностной силы трения, на поверхность изделия наносят специальные ребра или покрывают покрытием из кварцевого песка.

Оборудование цеха для производства композитной арматуры

Для производства пластиковой арматуры требуется небольшой штат обученного персонала, специализированный цех или промышленное помещение площадью не менее 200 квадратных метров. Основное оборудование различается объемом производства.

Оборудование начального уровня способно выпускать до 10 метров арматуры в минуту. Основные элементы производственной линии одинаковы для любого производителя оборудования и включают в себя:

  • Аппараты размотки протяжки волокон и готовой арматуры,
  • Аппарат скрутки волокон,
  • Камера пропитки волокон полимерными смолами,
  • Высокотемпературная камера полимеризации,
  • Охлаждающая камера,
  • Вспомогательные элементы (резчик, шпулярник и т.д.)

Современные линии полностью автоматизированные и обеспечить их функционирование можно силами одного оператора. Рынок изобилует различными производителями, как отечественные, так и импортные (преимущественно Китай).

Видео мини-производства композитной арматуры

В связи со страной изготовления, мощностью и комплектацией #8212; стоимость оборудования различается. Такое оборудование возможно взять в лизинг по государственной или негосударственной программам. Не рекомендуем вам брать поддержанное оборудование, так как качество выпускаемой продукции может сильно плавать, что скажется на спросе на ваше изделие.

Применение композитной арматуры и рынок сбыта

На год применение композитной арматуры в России сильно ограничено в промышленном и крупном строительстве. Это связано с тем, что на данный тип строительного материала пока нет необходимой документации (СНиП, ГОСТ). Поэтому полимерную арматуру, в основном, производят частные и малые предприятия. Однако, в силу преимуществ изделия, композиты нашли широкое применение в частном и малоэтажном строительстве, что обеспечивает устойчивый и быстрорастущий спрос на продукцию. Поэтому со сбытом не будет особых сложностей #8212; собственная торговая точка, организации по продаже строительных материалов, строительные рынки, продажи при помощи сети Интернет.

Специально для ХОБИЗ.RU

Производство композитной арматуры

Композитная арматура – материал, изготавливаемый из базальтовые волокна и/или стеклоровинга. Все компоненты сцепляются между собой с помощью определенных полимерных связующих. Композитная арматура получила столь высокую популярность среди потребителей во многом благодаря простоте монтажа – она скрепляется хомутами, а не сваривается, как металлическая арматура.
Строительная сфера при грамотном подходе может принести бизнесмену немалую прибыль, а особенно если говорить о высокотехнологичных материалах. Спрос на композитную арматуру характеризуется движением вверх. Даже частные строители стали обращать свое внимание на эти изделия.
Разберемся, как открыть свое производство композитной арматуры с нуля с минимальными затратами.

Читайте также:  Принцип работы ветроэнергетических установок

Технология изготовления композитной арматуры

Процесс изготовления достаточно сложен. Ни о каком домашнем производстве и речи идти не может. Для работы потребуется отдельный оборудованный цех, штат сотрудников и производственная линия.
В целом, технология производства композитной арматуры состоит из нескольких этапов:

  1. Стекловолокна (в виде непрерывных нитей) пропитываются смолой.
  2. Нити (ровинг) подаются в формообразующую фильеру, где образуется стержень того или иного диаметра.
  3. Полуфабрикат протягивается через камеру полимеризации, где поддерживается постоянная высокая температура.
  4. На профиле создается ребристая поверхность.

Если должным образом оснастить цех, то каждая из обозначенных операций потребует минимум ручного труда.

Оборудование для запуска цеха

Чтобы выпускать высококачественную продукцию и наладить бесперебойную работу цеха, необходимо купить оборудование для производства композитной арматуры. Выбрать есть из чего – поставщики сейчас предлагают самые разные линии. Но как правило, предлагаемые аппараты достаточно высоки по цене, и начинающему бизнесмену будет трудновато найти достойную линию по приемлемой цене. Дорогостоящее оборудование характеризуется внушительной мощностью. Поскольку высокая производительность, пока не налажены каналы сбыта, запускаемому предприятию ни к чему, остановите свой выбор на линии мощностью до 10 м/мин готовых изделий. В этом случае, цена оборудования для производства композитной арматуры будет не выше 1600000 руб. Запускаете крупномасштабный завод? Приготовьтесь вложить в техническое оснащение не менее 5000000 руб.
Небольшая линия, как правило, укомплектована следующими станками:

  • режущее устройство,
  • тянущее устройство,
  • двухпоточный скрутчик ребра,
  • ванны для охлаждения и пропитки,
  • камера полимеризации,
  • шпулярник,
  • пульт управления.

Укомплектованная таким образом линия способна изготавливать одновременно по 2 прутка арматуры, что значительно ускоряет процесс. На станках вы можете выпускать изделия диаметром 4-24 мм.
Мини производство композитной арматуры потребует меньших капиталовложений, если рассмотреть покупку поддержанного оборудования в хорошем состоянии. Это отличный вариант для начинающих бизнесменов. Исправные станки на гарантии вы сможете приобрести не дороже чем за 1200000 руб.
Схема производственной линии:

Требования к производственному помещению

Производство композитной арматуры как бизнес требует наличия помещения под цех. Учитывая немалые габариты технологической линии и особенности процесса, помещение должно соответствовать определенным требованиям:

  • Длина цеха – не менее 22 м, а высота потолков – не ниже 2,5 м.
  • Вентиляционные системы.
  • Постоянная температура воздуха не ниже 16 °С.

Подыщите подходящее здание площадью примерно в 200 м 2 за чертой города. Если оно не готово к работе, то придется вложить определенную сумму на переустройство. Чтобы сэкономить финансы, заключите с арендодателем договор долгосрочной аренды. Так выплаты, если и будет повышаться, то незначительно.

Сбыт готовой продукции

Еще до того как открыть мини завод по производству композитной арматуры, продумайте все возможные варианты дальнейшего сбыта готовой продукции. Подготовьте выгодные для клиентов коммерческие предложения, обзвоните потенциальных покупателей. Постарайтесь заранее заключить договора на сотрудничества с оптовыми клиентами. Так изделия не будут залеживаться на складах, а линия для производства композитной арматуры не будет простаивать.
Рынок реализации композитной арматуры весьма широк.
Кому можно сбывать продукцию?

  • частные строители,
  • строительные и ремонтные фирмы,
  • строительные магазины и базы.

То, кому вы станете продавать арматуру, во многом будет зависеть от мощности линии. Если производительность высокая, то целесообразнее налаживать контакты с оптовыми клиентами.

Окупаемость планируемого бизнеса

Если вы собираетесь привлекать инвестиции со стороны, то в готовый бизнес план производства композитной арматуры обязательно включите пункт, посвященный расчетам рентабельности и окупаемости будущего предприятия.
К стартовым капиталовложениям можно отнести:

  • Покупка и пуско-наладка оборудования – 1900000 руб.
  • Подготовка помещения – 300000 руб.
  • Оформление предприятия – 50000 руб.
  • Обеспечение сырьевой базы – 500000 руб.

Общая сумма инвестиций может быть и ниже, если вы купите более дешевый станок для производства композитной арматуры и арендуете полностью готовое к работе помещение.
Рассмотрим основные показатели прибыльности на примере линии, выпускающей изделие диаметром 8 мм и работающей с производительностью в 7 пог.м/мин. (8-ми часовая смена).

Стеклопластиковая арматура: технология производства

На современных строительных площадках самых разнообразных объектов, сооружений и конструкций все чаще вместо металлической арматуры можно увидеть стеклопластиковые стержни. Альтернативный армирующий материал из композита вызывает немало вопросов: потребителей интересуют состав прутков, особенности применения, характеристики и, конечно же, технология производства стеклопластиковой арматуры.

Основным составляющим производства композитных стержней является ровинг – специальное волокно из стекломассы толщиной 10-20 микрон. Для соединения между собой большого количества стекловолокон в прочный стержень используются специальные смолы. Кроме этого в технологическом процессе изготовления стеклопластиковой арматуры участвуют также ацетон, дициандиамид и спирт этиловый. Если изготавливаются прутки со спиралевидной намоткой, то требуется еще и волокно для обмотки.

Линия по производству композитных стержней

Следует отметить, что процесс изготовления стеклопластиковой арматуры сегодня относится к высокотехнологичным, осуществляется на полностью автоматизированной производственной линии с минимальным участием человека. Линию с непрерывной протяжкой обслуживает оператор, который контролирует процесс, и при этом изготовление арматуры может осуществляться в круглосуточном режиме.

Читайте также:  Чем топить баню кроме дров

  1. В технологии производства композитной арматуры все начинается с механизма – шпулярника, подающего одновременно около 60 стеклонитей в механизм натяжения.
  2. После выравнивания напряжения всех волокон нити располагаются в необходимом порядке и соединяются в один поток.
  3. Далее нити проходят этап термической обработки, где с волокон удаляется лишняя влага, масло, пыль и другие загрязнения.
  4. Следующим этапом технологии изготовления стержней является погружение волокон в ванну с нагретыми связующими веществами.
  5. Пропитанные смолами волокна протягиваются через механизм формирующий диаметр будущего стержня. Если производится стержень с обмоткой, то далее следует спиральная намотка волокна.
  6. В следующей печи смолы, связующие волокна, подвергаются процессу полимеризации.
  7. На следующем этапе пруток охлаждается и в финале либо подается для сматывания в бухты на специальное устройство либо нарезается на отрезки стандартной длины.

Композитная арматура представляет собой арматуру, изготовляемую из композитных материалов, а не из стали. Их составляющими являются стеклоровинг и/или базальтовые волокна, которые скрепляются между собой полимерными связующими. Она, в отличие от металлической, не сваривается, а скрепляется специальными хомутами. Также композитная арматура известна под названием «неметаллическая».

Здесь мы поговорим про производство композитной (стеклопластиковой и базальтопластиковой) арматуры, технологию её изготовления, сырье и оборудование для данного бизнеса.

Композитная арматура используется в первую очередь, конечно же, в строительстве, но и может использоваться в быту, к примеру, для сборки теплиц.

Видеообзор материала и его преимущества

Краткое наглядное видео о том, что это такое:

Основные преимущества композитной арматуры:

  1. Если сравнивать с металлической, то композитная имеет значительно больший показатель прочности — 1100 МПа, а стандартная стальная – всего 390 МПа. Прочность на разрыв сравнительно со стальной арматурой класса А ІІІ – больше в три раза;
  2. Композитная арматура – материал, не поддающийся коррозии;
  3. Идеально подходит для работы в морской воде, так как не подвергается кислотной коррозии;
  4. Более упругая, чем из стали;
  5. Не проводит электрический ток;
  6. Не проводит теплоэнергию;
  7. Композитная арматура радиопрозрачна;
  8. Не изменяет свои прочностные характеристики под влиянием электромагнитных полей;
  9. Не изменяет свои прочностные характеристики под влиянием низких температур (до -70 °C);
  10. Значительно легче (более чем в девять раз) по сравнению с металлической арматурой.

Независимо от требуемого и желаемого объема, для производства стеклопластиковой арматуры необходимы инвестиции в размере от 4-16 млн. рублей.

Технология и оборудование для производства

Сырье для изготовления композитной арматуры:

  1. Ровинг (базальтовый и/или стеклоровинг);
  2. Смолы;
  3. Сплеточная нить (ровинг, который пойдет для обмотки);
  4. Ацетон;
  5. Этиловый спирт;
  6. Дициандиамид.

Сырье может быть и другим по составу.

Стеклопластиковая (СПА) и базальтопластиковая (БПА) арматура являются наиболее популярными на сегодняшний день в России, но есть еще и совмещенный вид — стержень из стеклопластика, а рельеф (ребра) из «базальта».

В роли связующих элементов чаще всего выступают термореактивные синтетические смолы, среди которых кремнийорганические и фенолальдегидные (твердеют при реакции поликонденсации); эпоксидные и непредельные (не выделяют побочных продуктов в процессе отверждения).

Среди других полимеров, занявших прочную нишу, следует назвать полиимидные, полибензимидазоловые и полибензотиозолевые. Эти смолы часто используют с добавлением других полимеров.

Для того чтобы получить на выходе стеклопластиковую арматуру с высоким уровнем стойкости к разного рода коррозиям, следует использовать эпоксифенольное связующее. Полиэфирное связующее придаст арматуре повышенные электрические свойства.

На один килограмм стеклопластиковой арматуры следует использовать 0,862 стекложгута-ровинг таких марок, как РБН-10-2520 либо же РБН-10-2520-4Э; эпоксидной смолы требуется 0,134 следующих марок: ЭД-20 либо ЗИС-1; фенолформальдегидной смолы потребуется 0,116 марки ЛБС-1; дициандиамида – 0,03; этилового спирта – 0,015; сплеточной нити – 0,01 кг; ацетона – 0,021.

Основой производства неметаллической арматуры стал уже традиционный способ производства стеклопластиков – подсушка и размотка волокна, пропитка его связующим, полимеризация.

Видео процесса изготовления:

Оборудование для производства композитной арматуры (стеклопластиковой или базальтопластиковой):

Устройство линии (оно может быть и другим). Цены на такие линии начинаются от 3 000 000 руб.

Принцип непрерывной протяжки позволяет изготовить неметаллическую арматуру из любого вида волокна, при этом следует учитывать его технологичность и температурные режимы отвердения связующих.

Немного о нас и о нашем производстве

ООО «Люкс-Композит» начало свою деятельность в начале 2016 года. Было установлено и отлажено оборудование. Выпущена первая продукция. Проведены испытания продукции и получены сертификаты.

Мы имеем возможность производить все виды композитной арматуры:

  • Стеклопластиковую.
  • Базальтопластиковую.
  • Гладкий композитный пруток.

С анкеровочными слоями в виде:

  • Выступающего ребра, выполненного методом двухзаходной спиральной намотки.
  • Песчаного покрытия.
  • Смешанного типа (с ребром и песчаным покрытием).

Мы считаем, что предела совершенства не существует, и продолжаем поиски новых горизонтов качества выпускаемой продукции. У нас идёт практически непрерывный процесс модернизации оборудования и технологии производства.

Что позволяет нам производить арматуру высочайшего качества.

  • Технология. Теория. Коротко.

Принцип производства композитной арматуры состоит в следующем. Нити наполнителя предварительно пропитанные связующим собираются в пучок, на который в последствии наносится анкеровочный слой в виде обсыпки песком или намотки ребра из предварительно скрученной нити наполнителя. После чего в туннельной печи происходит отверждение связующего.

Читайте также:  Ковры в виде шкур животных

В реальном производстве все секреты скрываются в деталях.
Важнейший момент, это выбор сырья. Нить (Ровинг) для производства композитной арматуры должна иметь волокна определённой толщины, состав стекла должен обеспечивать необходимую химостойкость к щелочной среде бетона, тип замасливателя должен подходить для пропитки соответствующим связующим.

В нашем производстве используется только высококачественный стеклянный ровинг американской компании Owens Corning, произведённый на Российском заводе в городе Гусь-Хрустальный. И базальтовый ровинг производства компании «Каменный Век» город Дубна, известный мировой производитель базальтового волокна и базальтовых материалов.
Выбор смолы для производства арматуры нельзя определять только экономической выгодой, так как не все виды смол пригодных в производстве стеклопластиков подходят для изготовления строительной композитной арматуры. Например, можно использовать только некоторые виды дорогостоящих винилэфирных смол, и абсолютно исключено применение полиэфирных смол, так как они не обладают необходимой химостойкостью к щелочной среде бетона. В бетоне арматура с такой смолой через несколько лет утратит свои свойства.

Мы используем эпоксидные смолы типа KER-828 производства Корея, Тайвань, Китай, являющиеся более качественным аналогом отечественной смолы ЭД-20. И обязательно применяем комплект необходимых модификаторов.

  • Технология. Практика.

Итак, нитки протянуты, связующее смешано и залито. Мы делаем арматуру.

Очень важный момент, это предварительный прогрев ровинга для удаления влаги и излишков замасливателя, а также подогрев связующего для снижения его вязкости. Абсолютно необходимо соблюдать температурные режимы для получения полной пропитки ровинга.

Наше оборудование отвечает этим требованиям.

Далее следует процесс отжима излишков смолы и формирование основного стержня будущей арматуры. В основном используют два метода:

1. После пропитки нити последовательно проходят через несколько отжимающих приспособлений и собираются в пучок на ролике, и далее пучок идёт в узел обмотки.

Преимущества: Более гибкое производство. Для смены производимого диаметра достаточно добавить или убавить количество нитей.

Недостатки: Из пучка не удаляются пузырьки вовлечённого воздуха. Арматура белёсая. Плотность композита низкая.

2. Фильерный метод. После пропитки нити проходят предварительный отжим, а далее собираются на калиброванной фильере, на которой и происходит основной отжим излишков смолы. Фильера имеет плавно сужающееся отверстие, в котором при прохождении нитей создаётся давление, способствующее вытеснению пузырьков воздуха и равномерному заполнению связующим тела будущего прутка.

Недостатки: Менее гибкое производство. Для смены диаметра необходимо; остановить линию, разрезать пучок, сменить фильеру, протянуть заново пучок через все узлы и механизмы.

Преимущества: В прутке практически отсутствуют пузырьки воздуха. Арматура почти прозрачная. Высокая плотность композита. Повышенная прочность и упругость конечного изделия.

Мы производим нашу арматуру на оборудовании с фильерным формированием прутка. Качество пропитки связующим в нашей арматуре не вызывает сомнений и видно невооружённым взглядом.

Далее подготовленный пучок поступает в узел обмотки. Если предполагается нанесение песчаного покрытия, то обмотка производится тонкой синтетической нитью для того что бы пруток сохранил свою форму до момента отверждения связующего. Устройство обмотки должно обеспечивать необходимое и равномерное натяжение нити. Нить должна быть не слишком свободна и не слишком натянута.

Если на арматуре предполагается наличие анкеровочного ребра, то пруток обматывается предварительно скрученной нитью ровинга. Скручивание нити и её намотка на специальные катушки производится на специальном станке. Станок должен иметь функцию автоматической регулировки степени скручивания. При слабо скрученной нити ребро на арматуре будет недостаточно выраженным, при сильно скрученной нити ребро будет плохо пропитано и будет иметь недостаточное сцепление с телом прутка.

Скорость работы узла обмотки должна обеспечивать намотку нити с необходимым шагом, достаточным для надёжной анкеровки арматуры в бетоне.

Наше оборудование обладает всеми этими свойствами.

Печи полимеризации должны обеспечивать равномерный прогрев прутка на всю толщину, но не перегрев его, а последующее охлаждение должно быть достаточно плавным, так как окончательная полимеризация связующего занимает некоторое время.

Всё это в необходимой мере реализовано в нашем оборудовании.

Важный момент – скорость производства. Скорость нужна Всем. Выше скорость – Больше денег. НО! Выше скорость ниже качество. Проверено! Ровинг не успевает достаточно прогреваться и плохо пропитывается. Обмотка не успевает обматывать, шаг ребра не выдерживает никакой критики. Печи жарят на всю катушку, а о разных режимах лучше и не вспоминать, главное, чтоб затвердело.

— Ааа… И так купят. –

Мы так не работаем! Качество для нас на первом месте!
Всё что мы Вам рассказали описано достаточно давно очень умными людьми, и даже издано книгой, которая должна быть настольной для любого производителя композитной арматуры и оборудования для её производства. И если бы так было, то у нас было бы больше конкурентов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *