Jak powstają pręty kompozytowe, czyli o technologii pultruzji

Czym jest zbrojenie kompozytowe

Zbrojenie kompozytowe to innowacyjna metoda wzmacniania konstrukcji, w której zamiast stalowych prętów używa się kompozytowych. Są one wytwarzane z połączenia włókien i żywicy.

Pręty kompozytowe różnią się od stalowych pod wieloma względami. Po pierwsze, mogą być wytwarzane nie tylko jako pręty i siatki, ale także jako maty i liny. Po drugie, ich przekrój może być okrągły lub kwadratowy, a sam pręt może być pełny lub drążony.

Rodzaje włókien stosowanych w prętach kompozytowych

Pręty kompozytowe składają się z włókien połączonych polimerem żywicznym. Wyróżnia się:

• zbrojenie węglowe (CFRP),
• zbrojenie aramidowe (AFRP),
• zbrojenie szklane (GFRP),
• zbrojenie bazaltowe (BFRP).

Do produkcji prętów wykorzystywane są najwyższej jakości włókna szklane, a ich ilość w przekroju o powierzchni 1 mm2 może wynosić od kilku do nawet kilkudziesięciu tysięcy.

Technologia produkcji prętów kompozytowych – pultruzja

Pręty kompozytowe produkowane są metodą ciągłą zwaną pultruzją. Proces ten polega na zanurzaniu taśm włókien w wannie z żywicą termoutwardzalną, a następnie przeciąganiu przez matrycę nadającą kształt i formę produktowi. Ostatnim etapem jest utwardzanie żywicy.

Dzięki pultruzji powstają kompozytowe pręty zbrojeniowe, które są w zasadzie wieloma równoległymi włóknami zatopionymi w polimerowej matrycy na bazie żywicy epoksydowej. To właśnie matryca, w której rozmieszczone są włókna, ale która je też łączy trwale, określa kompozytowy pręt zbrojeniowy.

Właściwości i zalety prętów kompozytowych

Dzięki swojej konstrukcji pręty kompozytowe charakteryzują się nie tylko wysoką wytrzymałością mechaniczną, ale także odpornością na wiele czynników zewnętrznych.

Zbrojenie z kompozytu nie ulega korozji, dzięki czemu jego trwałość jest znacznie większa niż w przypadku prętów metalowych. Kompozyty są odporne na działanie czynników atmosferycznych (wilgoć, promieniowanie UV, zmiany temperatur), a także na grzyby, pleśń i inne mikroorganizmy.

Ze względu na niską gęstość, są lżejsze od swoich metalowych odpowiedników nawet o kilkadziesiąt procent, co pozwala zmniejszyć masę całej konstrukcji i poprawić jej efektywność energetyczną. Poza tym:

• charakteryzują się niemal zerową przewodnością cieplną i elektryczną,
• są obojętne na fale elektromagnetyczne,
• zachowują właściwości w skrajnych temperaturach,
• mają wysoką przyczepność do betonu,są łatwe w łączeniu i obróbce,
• dostępne są w zwojach lub odcinkach o dowolnej długości.

Produkcja i zastosowanie zbrojenia z kompozytu może wiązać się z mniejszym zużyciem surowców i niższą emisją zanieczyszczeń w porównaniu do tradycyjnego zbrojenia stalowego.