Технология вязки арматуры для фундамента: Вязка арматуры для фундамента частного дома

Вязка арматуры для фундамента частного дома

Усиленные стальными каркасами бетонные изделия называют железобетоном, что подчёркивает значимость армирования. Материал приобретает свойства, которых был лишён в обычном состоянии. В отличие от искусственного камня способного воспринимать колоссальные сжимающие нагрузки, для стали или композитных стержней характерно высокое сопротивление растяжению. Комбинация качеств создаёт лидирующее положение железобетона среди материалов для строительных конструкций и минимальную конкуренцию при устройстве фундаментов.

Содержание

1. Вязаная арматура в фундаментах
2. Для чего вяжут арматуру
3. Способы стыковки арматуры
4. Материалы и инструменты
5. Выводы

Вязаная арматура в фундаментах

Вязаные и сварные каркасы собирают в разных производственных схемах. При заводском изготовлении сборных железобетонных изделий, сварка выгоднее и технологичние. Позволяет через автоматизацию процесса сокращать затраты ручного труда. Вязка арматуры для фундамента, сборка арматурных каркасов на строительной площадке ведётся вручную, поэтому с расширением применения монолитного железобетона, значение вязки стержней возросло, повысился спрос на рабочих этого профиля.

Профессия арматурщика издавна считалась относительно сложной, требуя углублённых знаний и умения читать чертежи армирования, что иногда вызывает затруднения даже у инженеров. Ошибки способны привести к негативным последствиям, поэтому при возведении объектов подрядными организациями, соответствие каркаса проектной документации проверяет представитель технического надзора заказчика или генподрядчика перед началом бетонирования.

В индивидуальном строительстве этот этап контроля обычно отсутствует, а застройщик не обладает необходимыми знаниями, качество работ всецело зависит от добросовестности исполнителей. Фундаментные конструкции, относясь к ответственной части сооружения, имеют сравнительно простое армирование, которое застройщик способен выполнить самостоятельно или проверить качество работ, сделанных привлечёнными мастерами.

Для чего вяжут арматуру

Стержням требуется придать проектное положение в теле готовой конструкции, иначе арматура не сможет правильно воспринимать усилия, обеспечивая работу изделия в штатном режиме. Составляющие каркас элементы скрепляются между собой таким образом, чтобы места стыков не вызывали ослабления сечения, надёжно фиксируя конструкцию до начала бетонирования.

Пространственная рама должна обладать достаточной жёсткостью, позволяющей выдержать вес залитого в опалубку бетона с последующим виброуплотнением без смещений на недопустимую величину, приводящего к изменению характера восприятия нагрузок.

Армирование ленточного фундамента.

Сталь подвержена влиянию коррозии, активно развивающейся в кислой или щелочной среде, свойственной грунтовым водам, поэтому стержни отделяются от внешних воздействий слоем бетона толщиной 5 сантиметров. В сечениях, работающих на изгиб, бетон воспринимает сжимающую нагрузку и часть растягивающей, образуя при этом трещины.

Защитный слой обеспечивает безопасную работу арматуры даже в этих условиях. Чтобы стержни при бетонировании не сместились к внешней грани конструкции, их надёжно скрепляют между собой проволокой и фиксируют при помощи специальных дистанцеров для монолитного бетона.

Способы стыковки арматуры

В процессе вязки арматуры для фундамента стержни скрепляются между собой вязальной проволокой внахлёстку или крестообразно.

Сращивание стержней по длине внахлёстку.

При стыковке по длине важно учитывать расстояние, на которое запускаются прутья друг на друга. Оно зависит от диаметра элементов и характера работы сечения, имея различную величину в растянутом и сжатом поясе.

Длина нахлёста стержней в растянутой зоне сечения в зависимости от марки бетона выраженная в диаметрах арматуры.

Уменьшение марки бетона приводит к увеличению напуска и расходу материала. Минимально допустимый нахлёст регламентируется ГОСТ 10922-2012 и не может быть менее 250 миллиметрам.

В растянутой зоне наименьшая величина составляет 40 диаметров, в сжатой зоне допускается её снижение до 30 диаметров.

Длина нахлёста стержней в сжатой зоне сечения в зависимости от марки бетона выраженная в диаметрах арматуры.

Нормативы запрещают устройство стыков в местах фокусирования нагрузки на стержни, где воздействия на них достигают максимальных значений. К таким сечениям относятся углы и примыкания стен ленточного фундамента, середина пролёта, ограниченного поперечными стенами. Помимо сращивания стержней по длине, распространено крестообразное крепление.

Схема армирования центральной части фундаментной балки.

Таким образом, закрепляют продольную арматуру с фиксированным зазором, связывая каркасы, расположенные в разных плоскостях. Для вязки перекрещивающихся элементов используются приёмы, рекомендованные нормативными документами, которых требуется придерживаться.

Рекомендованные способы вязки крестообразных стыков.

При контроле качества соединений обращают внимание на жёсткость стыка и плотное прилегание стержней друг к другу.

Материалы и инструменты

Арматурные изделия скрепляют при помощи стальной вязальной проволоки, позволяя дёшево и быстро создавать надёжные соединения двух и более стержней. Применяют проволоку толщиной около одного миллиметра из низкоуглеродистой стали. После предварительного отжига, материал лишается упругих свойств и легко держит приданную форму. Распространение недорогих и прочных пластиковых хомутов, специально приспособленных для стягивания изделий, коснулось и этой области. При правильном подборе толщины и материала стяжки, они удовлетворительно выполняют задачу, став стандартным креплением для связывания композитных стержней. В частном строительстве используют оба вида изделий, делая выбор на основании собственного понимания удобства.

Создание узла самодельным крючком.

В отличие от готовых синтетических стяжек, для создания узлов из проволоки используются специальные инструменты. К простейшим приспособлениям относятся вязальные крючья заводского исполнения, или сделанные своими руками. Вязка с их помощью ведётся различными приёмами, но даже элементарный узел позволяет добиться необходимой прочности и жёсткости стыка.

Производительность такого метода невысока, но удовлетворительна для большинства случаев. Низкая цена приспособлений способствует их повсеместному распространению.

Пистолет для обвязки.

Использование специального ручного инструмента ускоряет работу и не требует профессиональных навыков от исполнителя. Приобретённые приспособление с вращающимся вытяжным крюком или клещи, позволят сформировать узел и скрутку благодаря особенностям конструкции. При значительных объёмах вязки применяют пистолет с рабочим механизмом, самостоятельно создающим крепление, отвечающее требованиям технологии. Из-за дороговизны инструмент редко встречается в индивидуальном строительстве.

Выводы

Вязка арматурного каркаса фундамента не относится к сложным строительным работам, осуществляется при помощи недорогих инструментов и материалов. Неправильно выполненные стыки легко исправить, заново создав узел в другом положении. При отсутствии опыта и чертежей армирования следует предварительно проконсультироваться с профессионалами, чтобы избежать ошибок при размещении арматурных стержней.

правила применения и укладки арматуры

Практически любое крупное строение начинается с возведения фундамента. Но не многие знают, что для надежности и долговечности фундамента его необходимо армировать строительной арматурой. Поэтому, многие кто планирует построить свой собственный дом своими силами невольно задаются вопросом: как правильно вязать арматуру?

При этом данный процесс является весьма сложным и требует терпения и внимания, специальных навыков, а так же определенных знаний в строительных работах.

По сути, арматура предназначена для придания гибкости бетонной конструкции, что делает ее более эластичной. Дело в том, что под воздействием больших нагрузок бетона, арматура принимает на себя. А вот без арматуры бетонная конструкция на самом деле будет очень хрупкой и ненадежной.

Как правило, процесс армирования довольно трудоемкий и выполнять его можно двумя распространенными способами: вязка проволокой либо прибегнуть к сварке. Безусловно, оба данных способа хороши, но каждый имеет свои определенные нюансы.

Содержимое статьи

• Способы вязки арматуры
• Вязальная проволока
• Своими силами или заказывать?
• Фото вязки арматуры для фундамента

Способы вязки арматуры

Как правило, вязка арматуры своими руками это наиболее распространенный способ изготовления конструкции каркаса в подготовленной опалубке. Сам процесс вязки можно выполнять различными способами. Так наиболее распространенный и простой способ вязки арматуры это вязка специальным крючком, предназначенным для такой цели.

Можно так же использовать специальный пистолет, либо как вариант использовать шуруповерт с крючком на конце, так же можно использовать и плоскогубцы. На данном этапе важно правильно и надежно связывать проволокой прутья арматуры между собой.

Следует отметить, что в процессе соединения прутьев арматуры допускается использовать сварку, особенно если это гладкая арматура, которая не имеет на себе никаких “насечек”. Такую арматуру весьма сложно качественно связать крючком, поэтому в таких случаях рекомендуется использовать сварочное оборудование, при этом процесс вязки значительно упрощается.

Однако, несмотря на это вязка арматуры крючком считается наиболее надежным способом соединения рифленых прутьев арматуры.

Вязальная проволока

Немаловажное значение имеет вязальная проволока для вязки арматуры. Как правило, такая проволока имеет соответствующие требования, которые предъявляются к ней. В первую очередь это касается соответствия ГОСТа или стандарта, однако на практике чаще всего, такая проволока имеет соответствующий ГОСТ 3282-74 —«Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия».

Также следует отметить, что чем толще арматура, тем толще должна быть вязальная проволока. Не допустимо например арматуру в диаметре 18 мм. использовать проволоку с диаметром 1,2 мм.

Безусловно, вязка арматуры под фундамент это самый важный этап в изготовлении фундамента. Так как именно от правильной увязки зависит надежность и долговечность фундамента.

Важно понимать, что на фундамент постоянно ложатся очень большие нагрузки по весу, поэтому связанная внутри бетона конструкция из арматуры равномерно распределяет всю нагрузку по всей площади монолитного строения.

Своими силами или заказывать?

Если у вас имеются какие-либо сложности при создании надежного и качественного каркаса из арматуры, можете ознакомиться с многочисленными и подробными фото вязки арматуры где показаны все различные нюансы, которые могут возникнуть в процессе вязки.

Для того что бы фундамент строения прослужил очень долго, необходимо правильно его усилить арматурой связывая между собой прутья арматуры. Особое значение имеет прочность увязки проволокой арматуры между собой, в противном случае это негативно скажется на фундаменте.

А вот если для вас такая работа окажется сложной или непосильной, то в этом случае безусловно стоит обратиться к квалифицированным специалистам. Да, за такую услугу придется заплатить определенную сумму денег, но в этом случае вы сможете сэкономить свое время, при этом качество работы мастеров будет на весьма высоком уровне.

Так же специалисты имеют все самое необходимое для проведения таких работ, они смогут выполнить надежно работу любой сложности и в довольно быстрые сроки. Как правило, такие специалисты не только вяжут арматуру, но и делают опалубку, и заливают ее бетоном.

Фото вязки арматуры для фундамента

• Технические особенности горячекатаного листа — классификация, способ изготовления, варианты применения и особенности обработки

• Инструкция, как выбрать двутавровую балку: характеристики, размеры, расчет параметров и нагрузок на балку

• Выбираем трубы ВГП по уму: типовые размеры, советы по выбору и характеристики водогазопроводных труб

Также рекомендуем просмотреть:

• Особенности холоднокатаного листа
• Технические особенности горячекатаного листа
• Инструкция, как выбрать двутавровую балку
• Выбираем трубы ВГП по уму
• Как выбрать и рассчитать швеллер
• Как выбрать и установить фиксаторы для арматуры
• Стальной рифленый лист
• Какие лучше столбы для забора
• Металлическая кровля
• Размеры металлического уголка
• Арматурная строительная сетка
• Какой оцинкованный лист выбрать
• Какую сетку рабицу выбрать
• Какие особенности имеет оцинкованная проволока
• Как выбрать профильную трубу
• Оцинкованная сварная сетка в рулонах
• Какая арматура нужна для фундамента
• Забор из металлического штакетника
• Композитная стеклопластиковая арматура
• Стальная низкоуглеродистая оцинкованная проволока
• Как выбрать и положить профнастил для крыши
• Какой профлист лучше для забора
• Все виды колючей проволоки
• Что такое нихромовая проволока
• Изготовление и применение стального круга
• Как выбрать оцинкованный профнастил
• Как подобрать сварочную проволоку

Вам понравилась статья?

Схема вязания крючком и проволокой, технология монтажа

Бетон хорошо работает на сжатие, но упрочняется металлом для повышения прочности на изгиб и растяжение. Для соединения брусьев с рамами используется арматурная вязка. Количество металлических элементов, их диаметр определяются предварительным расчетом в соответствии с планом. Чаще всего используется стальная проволока, но иногда используются пластиковые зажимы.

Содержимое

1. Инструменты и материалы для вязания арматуры
2. Рабочая технология
3. Методы вязания арматуры
4. Wire
5. Сварка
6. Пластиковые зажимы
7. Правильное использование Hook
8. Выбор проволоки
9. Преимущества и приподнятие для привязки. значительно ускорить процесс вязки арматуры

   В каркасе железобетонных изделий используется отожженная вязальная проволока с цинковым покрытием или без него. Термообработанный материал не растягивается, его фиксирующие свойства улучшаются по сравнению с холоднотянутым видом. Оцинкованная проволока более устойчива к агрессивным средам.

   Диаметр вязального стержня зависит от диаметра стального стержня в каркасе, обычно для арматуры 6 — 12 мм берется проволока толщиной 0,8 — 1,4 мм. Более крупные стержни вяжут армированной проволокой, но жестких ограничений по выбору диаметра нет. Применение вязального стержня сечением менее 0,8 мм затруднительно, т. к. он лопнет от рывка. Проволоку больше 1,6 мм трудно стянуть в прочный узел.

   Вязание арматуры можно выполнить вручную, но процесс ускоряется с применением инструментов:

   • крючок;
   • вязальный пистолет;
   • отвертка с регулировкой числа оборотов;
   • сварочный аппарат.

   Крючки продаются в магазине, есть простые, полуавтоматические и винтовые модели. Упрощенный вариант делается своими руками. Использование крючка требует усилий. Пистолеты используются в условиях крупного строительства, экономят время и силы рабочего. Устройство держат в одной руке, а другой используют для поддержки элементов.

   Отвертка пригодится для домашнего использования, а в патрон вставляется самодельный крючок. Сварка является альтернативным вариантом и используется в соответствии с рекомендациями проекта.

   Технология работы

   Перед началом работы специалисты определяют материал, диаметр арматуры и проволоки, рассчитывают количество составляющих, выбирают способ сварки или вязки.

   Завязывание арматуры под ленточный фундамент выполняется по следующей технологии:

   1. Устанавливается опалубка из дерева или других материалов, внутри нее натягивается леска для обозначения верхней плоскости фундамента.
   2. Снизу отмечают высоту 5 см, с этого уровня начинают раскладку продольных стержней и перевязку стыков. На дно укладывают кирпичи, чтобы было соблюдено такое условие, а вертикальные армирующие элементы втыкают в землю. Стальные прутья также отстоят на 5 см от стенок опалубки.
   3. Элементы продольные изготавливаются цельными на длину 6 м. Допускается связка стержней с нахлестом 25 – 35 см, если фундамент ленточный. Плитка длинная. По периметру выставляют металлические стержни, на них стягивают верхний и нижний армированные пояса.
   4. Бетон заливают слоями после окончания вязки, при этом применяют вибрацию для вытеснения пузырьков воздуха.

   Армокаркас можно вязать секциями вне опалубки и последовательно устанавливать внутри траншеи, но для монтажа таким способом требуется больше рабочих. В узлах не допускается наличие мусора и посторонних предметов, соединение не должно иметь выступающих петли и неравномерные затяжки со свободными концами проволоки.

   Способы вязания арматуры

   Наиболее распространенной практикой является соединение арматурных стержней с помощью крючков. Элементы сращиваются по схеме, при этом продольные полосы соединяются в трех местах (в начале, конце и посередине) отожженной проволокой. Гладкие стержни без гофры соединяются с загибом концов.

   Перед соединением материал переносится в траншею, раскладывается по схеме и выравнивается. Под первый пояс подкладывают габаритные элементы (кирпичи, пластиковые обоймы) так, чтобы после заливки все прутья были покрыты слоем бетона.

   Есть несколько способов правильного вязания арматуры:

   • проволока;
   • сварка;
   • пластиковые хомуты.

   Первый способ трудоемкий, отличается несколькими вариантами составления узлов, разной техникой. Для затяжки разработаны механические и электрические инструменты, ускоряющие рабочий процесс.

   Пластмассовые хомуты являются самозатягивающимися, экономят значительное время, но имеют некоторые ограничения по их использованию. Сварка выбирается для некоторых видов фурнитуры, если в марке есть буква С.

   Проволока

   Проволочная вязка арматуры

   Армируют не только ленточные виды, каркас укладывают в столбчатые опоры, колонны, фундаментные балки, монолитные участки перекрытий и покрытий.

   Особенности вязки разных конструкций:

   1. Столбчатые элементы армированы стержнями без бокового гофра, поэтому при использовании проволочного соединения применяется механическое натяжение узлов. Вязаные модули фиксируются цангами или крючками, можно использовать пистолет.
   2. Плитные и ленточные фундаменты содержат каркас с верхней и нижней сеткой (поясом). Соединять арматуру необходимо с натяжением продольных элементов, чтобы они не упали в процессе заливки. Внимание уделяется соединению углов.

   Нижние стержни могут выпасть из каркаса и после бетонирования оказаться непосредственно в грунте, что приведет к коррозии и нарушению несущей способности бетона. Для вязальной арматуры в конструкциях с высоким основанием (более 1,8 метра) устраивают подмости и подмости. При бетонировании колодцев каркас вяжут с помощью опускающихся лотков, люлек и траверс.

   Узлы вязальной проволоки не разрушаются под воздействием агрессивных компонентов бетона. Соединения отличаются своей эластичностью, что повышает сопротивление конструкций деформации, повышает их прочность при появлении изгибающих усилий в условиях эксплуатации.

   Сварка

   Сварка изменяет структуру металла

   Каркасы свариваются в гражданском и промышленном строительстве за счет снижения трудоемкости, соединения арматуры разных размеров, автоматизации сборки. На крупных объектах работают совместные бригады бетонщиков и сварщиков, но арматурщики не набираются.

   Каркас сваривается следующими способами:

   • контактный;
   • электрическая дуга;
   • полуавтоматический;
   • электрошлак.

   Соединение по длине арматурных стержней осуществляется контактным, полуавтоматическим способом, а для пространственных узлов применяется электрошлаковый, дуговой вариант. Процесс происходит при силе тока от 250 до 350 А, соединение нагартованного металла осуществляется на высоком токе кратковременного действия (твердая сварка).

   Контактный метод позволяет сваривать встык стержни различного диаметра, что позволяет экономить материал. Равнопрочные соединения получаются при разнице размеров поперечного сечения не более 1,25 — 1,5 мм. Часто вертикальные и продольные элементы проектируют разного диаметра, а контактная сварка прочно соединяет части обвязки, стоек, уголков и поясов.

   Ограничения связаны с типом металла для каркаса. Некоторые стали специально обрабатываются при производстве и термически упрочняются, чтобы внутри воспроизводилась структура, повышающая прочность. Высокая температура при сварке разрушает эти структуры и снижается несущая способность.

   Популярные фитинги с обозначением АШ, А400 нельзя приваривать — они соединяются другими способами.

   Пластмассовые хомуты

   Вязание с пластиковыми хомутами

   Популярность синтетических связующих набирает популярность, но консервативные строители не доверяют такому соединению. Хомуты надежно фиксируют части каркаса, но их использование имеет специфические особенности. К достоинствам можно отнести простоту затяжки, процесс не требует специальной подготовки и инструментов. Клипса стягивается до щелчка, действие занимает мало времени.

   Каркас из гладкой арматуры плохо сопротивляется динамическим нагрузкам, крепления могут треснуть, если человек наступит на верхние продольные элементы конструкции. Учтите тот факт, что хомуты могут быть повреждены, если бетон будет вибрировать во время заливки.

   Многие строители используют раму в качестве опоры для ног при бетонировании, но это невозможно сделать с конструкцией на пластиковых хомутах. Вибрация от электроинструмента повредит соединение, а крупный заполнитель может треснуть, что приведет к ослаблению соединения.

   Специалисты не рекомендуют использовать пластиковые клипсы в морозную погоду, так как материал растрескивается при воздействии отрицательных температур. Разработан вариант полимерных хомутов с металлической полосой посередине; такие элементы имеют больше возможностей для применения. Используются новые виды пластика, которые не портятся на морозе.

   Правильное использование крюка

   Ручное крепление крюка упрощает вязку арматуры фундамента, экономя время и силы. Металлический крючок продается, но вы можете сделать его сами. Берется арматурный стержень или стальной стержень диаметром 8 мм и длиной 20 см. Вам понадобятся две гайки и шайбы диаметром чуть больше стержня и ручка от старого валика или отвертки. Одна сторона заточена под острие шила и загнута, а ручка крепится метизами на стержне.

   Процесс формирования узла:

   • Кусок проволоки 30 см складывается пополам и в месте пересечения арматурных стержней обхватывается так, чтобы петля на изгибе была напротив хвостиков.
   • Крючок закручивается в петлю, захватывает конские хвосты и вращается, оборачивая концы вокруг петли.
   • Полученный узел затягивается с усилием, не доводя до разрыва проволоки.
   • Крючок вынимается из петли, остатки обрезаются.

   Используются винтовые крюки, которые относятся к полуавтоматическим устройствам. Наконечник постепенно вращается в устройстве. Если потянуть крючок на себя, кончик делает поворот и проволока затягивается. Рабочий прилагает минимальные усилия, а время создания узла сокращается на 3-5 секунд.

   Проволока также складывается пополам, крючок заводится в петлю, конец оборачивается вокруг петли и крючок тянется на себя. При повороте ручка затягивается.

   Выбор провода

   Проволока вязальная

   Проволока берется для крепления прутьев каркаса. Изделие не предназначено специально для вязки и является разновидностью металлопроката по ГОСТ 32.82 — 1974. Катанка пригодна для вязки арматуры в конструкции.

   Берется материал круглого сечения, диаметр определяется индивидуально для каждой рамы или принимается по проекту. Если нет возможности купить отожженную проволоку, можно укрепить имеющуюся, подержав ее над пламенем 25 — 30 минут, после чего оставить остывать на открытом воздухе.

   Специалисты советуют сложить спицу несколько раз, чтобы между складками был нужный размер (30 см), а затем срезать участки сгиба болгаркой. Это ускоряет процесс обрезки спицы по размеру, чтобы не отмерять каждый раз необходимую длину.

   Точный расход проволоки определить сложно, поэтому используется предварительный расчет. Количество узлов берется в местах стыков продольных элементов с вертикальными стойками, учитываются угловые соединения, стыки арматуры по длине. На одно подключение уходит примерно 0,3 – 0,5 метра провода, этот размер умножается на количество подключений и получается нужный метраж.

   Соединение элементов проволокой является трудоемким процессом и применяется при небольших объемах строительного производства. Проволочные узлы дешевле сварных соединений, так как для последних требуются электроды, а эксплуатация и транспортировка аппарата также требует материальных затрат. Оцинкованная проволока практически не портится со временем.

   Сварные соединения менее долговечны, работа требует квалифицированных рабочих для исключения выгорания стали, а в качестве материала используется только определенная арматура. После бетонирования фундамента конструкция дает усадку. Проводные соединения дают свободу, поэтому напряжение в раме исключается. Сварные соединения разрушаются при усадке и не применяются на участках с неустойчивым грунтом, например на заболоченных участках.

   Соединения проводов не нарушают внутреннюю структуру металла, а сварка восстанавливает структуру за счет действия высокой температуры. Пластиковые хомуты имеют другой коэффициент расширения по сравнению с бетоном и сталью, поэтому при изменении температуры железобетонной конструкции могут треснуть.

   Технологии вязания и свойства при растяжении новой криволинейной плосковязаной трехмерной прокладочной ткани Текст научной работы на тему «Материаловедение»

   de Gruyter

   Thinting Technologies и растягивающие свойства новых изогнутых плоских сблизительств

   Трехмерные ткани с пропедиками

   Xiaoying LI12, гомовой jiang1*, xioolin nie1, Pibo Ma1*, Zhe gao1

   ‘Engineer Engineering. по технологии вязания, Университет Цзяннань, Уси 214122, Китай; 2 Школа искусства и дизайна Гуандунского технологического университета, Гуанчжоу 510090, Китай E-mail: Jiang G. [email protected] Ma P. [email protected]

   Abstract:

   В этой статье представлена ​​технология вязания для изготовления инновационных изогнутых трехмерных (3D) прокладочных тканей на компьютерной плосковязальной машине. Во время производства ряд армирующих нитей, изготовленных из арамидных волокон, вставляют в трехмерные прокладочные ткани вдоль направления утка, чтобы улучшить свойства ткани при растяжении. Также были разработаны изогнутые плосковязанные трехмерные прокладочные ткани с разными углами (в направлении основы). Были проведены испытания на растяжение в направлениях утка и основы для двух прокладочных тканей (с армирующими нитями и без них) и сравнивались их кривые напряжение-деформация. Результаты показали, что армирующие нити могут уменьшить деформацию ткани и улучшить растягивающее напряжение и размерную стабильность трехмерных прокладочных тканей. Это исследование может помочь в дальнейшем изучении трехмерной прокладочной ткани применительно к композитам.

   Ключевые слова:

   Трехмерная прокладочная ткань, арамидное волокно, компьютерная плосковязальная машина, технология вязания, свойство растяжения эпоксидная смола для некоторых армирующих композитов в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Это связано с тем, что текстильная структура позволяет максимизировать механические свойства материалов во время применения. Поэтому новые текстильные структуры привлекают внимание все большего числа исследователей текстильных композитов. В последние годы плосковязаные трехмерные (3D) прокладочные ткани становятся привлекательными для изготовления композитов благодаря своим специфическим свойствам. Структура плосковязаной трехмерной прокладочной ткани является новой: она состоит из двух отдельных слоев ткани, соединенных вертикально ворсовыми нитями. Эти трехмерные прокладочные ткани обычно имеют большую толщину и отличные характеристики, такие как хорошая структурная целостность, малый вес и плотность, а также высокая ударопрочность, термостойкость и звукопоглощение. Эти структурные 3D-ткани нашли применение в транспортных средствах, самолетах, хранилищах, мостах, морских приложениях и других [1-6]. Разделенные слои плосковязаных трехмерных прокладочных тканей могут быть соединены ворсовыми нитями или слоями ткани. Прокладочные ткани, связанные слоями ткани, имеют большее потенциальное применение и ценность для развития из-за ткани без ограничения толщины от расстояния между двумя игольницами. Плосковязанные трехмерные прокладочные ткани могут быть изготовлены с использованием передовой современной плосковязальной машины, которая может стать хорошим решением для разработки таких инновационных трехмерных структур. К уникальным техническим характеристикам здесь относятся передача, стеллаж, продавливание, многомерность и т. д. [4, 6-10]. В настоящее время исследования прокладочных тканей в основном основаны на ткацком и основовязальном, а не на плосковязальном вязании [11-14]. Материалы более сконцентрированы на стекле и углеродном волокне из-за их высокого модуля и высокого коэффициента трения [11,12]. Исследования уделяют больше внимания тканям без искривления [11-16]; на криволинейных тканях проведено лишь несколько исследований [1-3].

   По сравнению со стеклянными и углеродными волокнами арамидные волокна и волокна из высокопрочного высокомодульного полиэтилена обладают лучшими ткацкими свойствами. Известно, что стекло и углерод широко используются из-за их высокого модуля и высокой прочности на растяжение, но они также демонстрируют одновременно высокую жесткость, низкую прочность на изгиб и высокую сложность вязания, что снижает эффективность производства. Поэтому арамидные волокна предпочтительны для разработки трехмерных прокладочных тканей.

   Одной из целей настоящего исследования является разработка криволинейных плосковязаных трехмерных прокладочных тканей с использованием арамидных волокон. Эти ткани могут быть использованы в качестве армирующих материалов для различных композитов с улучшенными механическими свойствами. Это может удовлетворить высокие требования промышленного производства. Для достижения этой цели было изготовлено несколько реальных прокладочных тканей с использованием арамидных волокон. С точки зрения технологии, изогнутые плосковязаные трехмерные прокладочные ткани под разными углами (в направлении основы) были изготовлены на недавно разработанной компьютеризированной плосковязальной машине. Армирующие нити вставляются в трехмерные прокладочные ткани в направлении утка, чтобы улучшить свойства ткани при растяжении. Дальнейший фундаментальный анализ композитов 3D дистанционной ткани сравнивает результаты свойств при растяжении двух структурных тканей (с армирующими нитями и без них).

   2. Экспериментальный

   2.1 Плосковязанные инновационные трехмерные прокладочные ткани 2.1.1 Материалы

   Арамидные волокна (440Dtex/100f*3) использовались в вязании, которое поставлялось Sinopec Yizheng Chemical Fiber Company Limited в Цзянсу, Китай.

   2.1.2 Компьютеризированная плосковязальная машина

   Вязание осуществлялось на современной компьютеризированной плосковязальной машине (CMS530 фирмы STOLL, Германия), как показано на рисунке 1. Толщина 3,5 мм. С диапазоном толщины от E5 до E18, рабочей шириной 50 дюймов/127 см и тремя системами CMS 530 может быстро вязать сложные узоры и отличается высокой производительностью. Он обеспечивает оптимальное сочетание «вязания/переноса/вязания» со схемами структурирования, распределения и стеллажей, что делает его идеальным для гибкого производства высокого уровня и чрезвычайно короткого времени настройки и регулировки.

   2.1.3 Плосковязанные трехмерные прокладочные ткани

   Компьютеризированная технология плосковязального вязания является лучшим способом разработки инновационных структур за счет использования уникальных технических характеристик

   (a) Компьютерная плосковязальная машина STOLL

   , таких как удерживающие грузила, передача, стеллажи и так далее. Ткани Spacer представляют собой сложные трехмерные конструкции с двумя отдельными слоями ткани, соединенными друг с другом. Нити должны пройти длинный путь от нитеводителя до зоны вязания, что создает большое трение и большое входное натяжение. Поэтому упрощенный путь пряжи, как показано на рисунке 1, для обеспечения плавного вязания очень важен. И полезно уменьшать тягу гребня, особенно в случае узкого участка вязания. Технологическая основа производства таких инновационных трехмерных прокладочных тканей представлена ​​на рисунках 2-5.

   (а). Одинарный трикотаж вяжется отдельно на передней и задней игольницах (А1, А2) до достижения высоты требования (Н) П1 и П2.

   (б). Одинарный трикотаж вяжется по одному отдельно на обеих игольницах (Л1, Л2) до половины требуемой высоты.

   (с). Соединение выполняется рядами резинки поочередным набором игл той же пряжей.

   (д). Одинарный трикотаж вяжется по одному снова раздельно на обеих игольницах (Л3, Л4), спинка до 1, 2 изн.

   Рисунок 2. Схема вязания плоской вязки 3D прокладочной ткани

   (б) Упрощенная траектория пряжи

   Рисунок 1. Вязание на STOLL CMS530 HP

   Рисунок 3. Схема плоской вязки 3D прокладочной ткани Трикотажные трехмерные прокладочные ткани разработаны на основе вышеупомянутого инновационного навыка вязания. В нашей предыдущей работе реберный ход был выполнен только один раз в соединительном слое. Однако в ходе экспериментов было обнаружено, что одно ребро слишком легко согнуть, чтобы удовлетворить требованиям. Поэтому программа была усовершенствована, чтобы лучше сохранить форму пространства, провязывая два ряда резинкой.

   2.1.4 Разработка плосковязаных трехмерных прокладочных тканей с армирующими нитями

   Для улучшения растяжимости плосковязаных трехмерных прокладочных тканей армирующие нити интегрируются в трехмерные прокладочные ткани в поверхностных слоях или в слоях ткани ( в направлении утка). Если армирующие нити заменены функциональными или проводящими нитями (такими как углеродная нить, медная проволока) в плосковязаных трехмерных прокладочных тканях. Если армирующие нити заменить другими высокофункциональными волокнами, в качестве высокофункциональных тканей можно будет использовать плосковязаные трехмерные прокладочные ткани. Способ вставки армирующих нитей в трехмерные прокладочные ткани в поверхностных слоях показан на рисунках 5-6.

   (а). Одинарный трикотаж вяжется отдельно передней и задней игольницами.

   (б). Поплавок вяжется отдельно на передней и задней игольницах. Подтяжка может быть выполнена после длины интервала am, чтобы избежать слишком длинной плавающей линии.

   (Этап a чередуется с этапом b до достижения требуемой высоты. Этапы c-e аналогичны этапам b-d на рис. 2)

   2.1.5 Криволинейные распорные ткани плоской вязки 3D

   Усовершенствованная техника плоского вязания для 3D дистанционные ткани также допускают различные криволинейные формы в направлении основы. Криволинейная прокладка представляет собой инновационную конструкцию, которую можно разработать из плосковязанных трехмерных прокладочных тканей. Чтобы сохранить относительный баланс зачеса вниз, длина Н изменена, а длина L должна быть скорректирована соответствующим образом, чтобы обеспечить гладкость вязания.

   Рисунок 4. Схема вязания объемной прокладочной ткани с армирующими нитями

   а) Структура вязания лицевой стороны объемной прокладочной ткани

   б) Схема вязания левой стороны объемной прокладочной ткани Рисунок 5. Структура вязания трехмерной прокладочной ткани

   (а) С армированными нитями

   (б) Без армированных нитей короче, чем h3, поэтому длина L1 и L3 больше, чем L2 и L4.

   2.2 Растягивающие свойства плосковязаных инновационных трехмерных прокладочных тканей

   2.2.1 Подготовка образцов

   Образцы ткани размером 120 мм * 50 мм, которые показаны на рисунке 10. Два вида плосковязанных трехмерных прокладочных тканей с изгибом 0° (с армирующими нитями и без них) подразделяются по направлению утка и основы. Есть 12 штук образцов для двух направлений. Каждый из двух концов образцов был пропитан смолой перед испытанием, чтобы гарантировать, что все нити выдерживают нагрузку равномерно, чтобы избежать разрыва в точках захвата.

   3. Результаты и обсуждение

   3.1 Инновационные трикотажные трехмерные прокладочные ткани и криволинейные эффекты

   Стабильность формы достигается простым провязыванием резинки дважды в слоях ткани. Эта инновационная трехмерная прокладочная ткань плоского плетения явно демонстрирует лучшие механические свойства. А затем, чтобы улучшить свойства растяжения таких прокладочных тканей, армирующие нити интегрированы в направлении утка (рис. 8-а). Были успешно реализованы трехмерные изогнутые прокладки с углом дуги в направлении основы от 0° до 360° (рис. 8-б, 9).). Расстояние между поверхностными слоями и слоями ткани было рассчитано на 15 мм. Из-за наклонной стыковки слоев ткани она неодинакова для обоих поверхностных слоев прокладочных тканей с углами кривизны 90° и 360°.

   2.2.2 Испытание на растяжение плосковязаных инновационных трехмерных прокладочных тканей

   3.2 Прочность на растяжение трехмерных прокладочных тканей с армирующими нитями и без них

   Испытания на растяжение проводятся на универсальной испытательной машине INSTRON (рис. 11). Условия проведения эксперимента: скорость растяжения 10 мм/мин, длина промежутка 60 мм, температура испытания 25°С, влажность 50%.

   Типичные кривые напряжения-деформации образцов в разных направлениях показаны на рис. 12-а и 12-б соответственно. Из этих рисунков видно, что образцы с армирующими нитями демонстрируют улучшенные свойства при растяжении в обоих направлениях. Начало

   кривых растяжения похоже, но различия усиливаются с увеличением деформации растяжения. Причина в том, что образцы с армирующей структурой имеют много прямых нитей, которые улучшают свойства при растяжении, очевидно, в направлении утка. Однако в направлении основы из-за перекрытия некоторых витков из армирующих нитей и поверхностных слоев свойства тканей с армирующими нитями на растяжение все же выше, чем у тканей без армирующих нитей.

   4. Заключение

   Трехмерные прокладочные ткани изготавливаются инновационно и успешно путем двойного вязания резинкой в ​​слоях ткани и вставки армирующих нитей в поверхностные слои (направление утка), а затем под разными углами (направление основы). Все эти ткани изготавливаются из арамидного волокна на компьютеризированной плосковязальной машине.

   По результатам испытаний на растяжение мы пришли к выводу, что разрывные свойства прокладочных тканей с армирующими нитями превосходят (как по утку, так и по основе) ткани без армирующих нитей.

   Таким образом, помимо традиционных тенденций применения в области легких композитных материалов и интегрированных сэндвич-композитов, эта армированная тканью структура потенциально может использоваться в некоторых промышленных областях путем заполнения воском, проволокой, укладки электронных чипов и встроенных электронных компонентов.

   Рисунок 7. Схема плосковязаных криволинейных прокладочных тканей 3D

   (а) Плосковязанных объемных прокладочных тканей с армированными нитями

   (б) Прокладочных тканей с кривизной 180° Рисунок 8. Образцы тканей

   Рисунок 9. Схема трехмерных прокладочных тканей с различными углами кривизны Научный фонд Китая (№ 11302085 и

   51403080), Фонды фундаментальных исследований для центральных университетов

   (№ JUSRP1043 и JUSRP51404A) и

   Проект инновационного фонда сотрудничества между отраслями,

   Университеты и научно-исследовательские институты провинции Цзянсу (№

   BY2014023-34 и BY2014023-20).

   Ссылки

   [1] Абунаим М.Д. и Чокри С. Плосковязанные инновационные трехмерные прокладочные ткани: конкурентоспособное решение для легких композитных материалов. Журнал текстильных исследований, 2012: 82 (3): 288-298.

   [2] Абунаим М.Д., Олаф Д., Джеральд Х. и Чокри С. Термопластичные композиты из криволинейных трехмерных многослойных прокладочных тканей. Журнал армированных пластиков и композитов, 2010: 29.(24): 3554-3565.

   [3] Абунаим М.Д., Джеральд Х., Олаф Д. и Чокри С. Термопластичные композиты из криволинейной плосковязаной трехмерной многослойной прокладочной ткани с использованием гибридной пряжи и исследование механических свойств 2D. Наука и техника композитов, 2010. С. 70. С. 363–370.

   [4] Унал А., Хоффманн Г. и Шериф С. Разработка уточных трикотажных прокладочных тканей для композиционных материалов. Меллианд Текстиль Берихте, 2006: 4 (224-226): E49-50.

   [5] Абунаим, Мэриленд. Моделирование технических переплетов и изготовление плоских трикотажных и тканых прокладочных полотен с гибридной (GF/PP) пряжей в виде сэндвич-структуры. Магистерская диссертация № 1310, кафедра машиностроения, Технический университет Дрездена, Германия, 2006 г.

   деформация (%)

   (a) Зависимость напряжение-деформация ткани при растяжении вдоль направления 0°

   (b) Зависимость напряжение-деформация ткани при растяжении вдоль направления 90°

   Рисунок 12. Напряжение-деформация кривые трехмерных прокладочных тканей с армированными нитями и без них

   [6] Hu H, Araujo M и Fangueiro R. Технические трехмерные ткани. Knitting Int, 1996: 1232: 55-57.

   [7] Abounaim M, Hoffmann G, Diestel O и Cherif C. Трехмерная прокладочная ткань в виде сэндвич-структуры путем плоского вязания для композитов с использованием гибридной пряжи. In: Всемирная текстильная конференция AUTEX, Измир, Турция, 26-28 мая 2009 г.: 675-681.

   [8] Araujo M, Hu H, Fangueiro R, Ciobanu O и Ciobanu L. Развитие технического текстиля утка. В: 1-я конференция Autex: TECHNITEX, Portugal, Vol. 1, 2001: 253-262.

   [9] Чобану Л. Разработки по трикотажным сэндвич-тканям сложной формы. 1-я конференция Autex: Technitex, Португалия, Vol. 1, 2001: 490-496.

   [10] Абунаим М., Хоффманн Г., Дистель О. и Шериф С. Плосковязанные прокладочные ткани с гибридными нитями для композиционных материалов. Меллианд Текстиль Берихте, 2009 г.: 3-4(87-89): E30-E31.

   [11] Цао Х., Цянь К., Вэй К. и Ли Х. Низкоскоростные ударные характеристики трехмерных сэндвич-композитов с полым сердечником из стекловолокна. Полимеры и полимерные композиты, 2010: 18(4): 175-179.

   [12] Cao H, Qian K, Wei Q и Li H. Сжатие после удара трехмерных сэндвич-композитов с интегрированным полым сердечником. Текстиль ве Конфессион, 2011: 21(1): 16-21.

   [13] Ye X, Hu H и Feng X. Разработка основовязаных прокладочных тканей для подушек, Journal of Industrial Textiles, 2008: 37(3): 213-223.

   [14] Xie Y, Fangueiro R и Hu H. Применение трикотажных прокладочных тканей в автомобильных сиденьях, Journal of Textile Institute, 2007: 98(4): 337-343.