Статья рассказывает о том, какими свойствами обладает стеклопластик и насколько он применим в строительстве и в быту. Вы узнаете, какие компоненты нужны для изготовления этого материала и их стоимость. В статье приведены пошаговые видео и рекомендации к применению стеклопластика.

С момента открытия эффекта быстрого окаменения эпоксидной смолы под действием кислотного катализатора стеклопластик и его производные стали активно внедрять в бытовые изделия и детали машин. На практике он заменяет или дополняет исчерпаемые природные ресурсы — металл и дерево.

Что такое стеклопластик

Принцип действия, заложенный в основу прочности стеклопластика, аналогичен железобетону, а по виду и структуре ближе всего к армированным слоям современной «мокрой» отделки фасадов . Как правило, вяжущее — композитный, гипсовый или цементный раствор — имеет свойство ссыхаться и трескаться, не удерживая нагрузку, а иногда даже не сохраняя целостности слоя. Чтобы этого избежать, в слой внедряют армирующий компонент — стержни, сетки или холст.

В результате получается уравновешенный слой — вяжущее (в высохшем или полимеризованном виде) работает на сжатие, а армирующий компонент работает на растяжение. Из таких слоёв на основе стекловолокна и эпоксидной смолы можно создать объёмные изделия, либо дополнительные усиливающие и защитные элементы.

Компоненты стеклопластика

Армирующий компонент*. Для изготовления бытовых и вспомогательных строительных элементов обычно используется три типа армировочного материала:

1. Стеклосетка . Это сетка из стекловолокна с ячейкой от 0,1 до 10 мм. Поскольку эпоксидный раствор — агрессивная среда, для изделий и строительных конструкций настоятельно рекомендована сетка с пропиткой. Ячейку сетки и толщину нити следует подбирать, исходя из назначения изделия и требований к нему. Например, для армирования нагруженной плоскости стеклопластиковым слоем подойдёт сетка с ячейкой от 3 до 10 мм, толщиной нити 0,32-0,35 мм (усиленная) и плотностью от 160 до 330 г/куб. см.
2. Стеклохолст. Это более совершенный вид основы стекловолокна. Он представляет собой очень густую сетку, изготовленную из «стеклянных» (кремниевых) нитей. Его применяют для создания и ремонта бытовых изделий.
3. Стеклоткань. Имеет те же свойства что и материал для одежды — мягкий, гибкий, податливый. Этот компонент очень разнообразен — он различается по прочности на разрыв, толщине нити, густоте плетения, спецпропиткам — все эти показатели ощутимо влияют на конечный результат (чем они выше, тем прочнее изделие). Главный показатель — плотность, в пределах от 17 до 390 г/кв. м. Такая ткань значительно крепче даже знаменитого военного сукна.

* Описанные виды армировки применяются и для других работ, но в паспорте изделия обычно указывается их совместимость с эпоксидной смолой.

Таблица. Цены на стеклоткань (на примере продукции компании «Интеркомпозит»)

Вяжущее. Это и есть эпоксидный раствор — смола, смешанная с отвердителем. По отдельности компоненты могут храниться годами, но в смешанном виде состав твердеет от 1 до 30 мин, в зависимости от количества отвердителя — чем его больше, тем быстрее твердеет слой.

Таблица. Наиболее распространённые марки смолы

Популярные отвердители:

1. ЭТАЛ-45М — 10 у. е./кг.
2. ХТ-116 — 12,5 у. е./кг.
3. ПЭПА — 18 у. е./кг.

Дополнительным химическим компонентом можно назвать смазку, которую иногда наносят для того, чтобы защитить поверхности от проникновения эпоксида (для смазывания форм).

В большинстве случаев баланс компонентов мастер изучает и подбирает самостоятельно.

Как применить стеклопластик в быту и в строительстве

В частном порядке этот материал чаще всего применяется в трёх случаях:

• для ремонта стержней;
• для ремонта инвентаря;
• для усиления конструкций и плоскостей и при герметизации.

Ремонт стержней из стеклопластика

Для этого потребуется рукав из стеклоткани и высокопрочная марка смолы (ЭД-20 или аналог). Технически процесс подробно описан в этой статье . Стоит отметить, что углеволокно значительно прочнее стекловолокна, а значит, второе не подойдёт для ремонта ударного инструмента (молотков, топоров, лопат). При этом из стеклопластика вполне можно изготовить новую ручку или рукоятку для инвентаря, например, крыло мотоблока.

Полезный совет. Стеклопластиком можно усовершенствовать свой инструмент. Оберните пропитанным волокном рукоять рабочего молотка, топора, отвертки, пилы и сожмите в руке через 15 минут. Слой идеально примет форму вашей руки, что заметно отразится на удобстве в работе.

Ремонт инвентаря

Герметичность и химическая стойкость стеклопластика позволяют ремонтировать и герметизировать следующие изделия из пластика:

1. Канализационные трубы.
2. Строительные вёдра.
3. Пластиковые бочки.
4. Дождевые отливы.
5. Любые пластиковые детали инструмента и техники, не испытывающие больших нагрузок.

Ремонт при помощи стеклопластика — пошаговое видео

У «самодельного» стеклопластика есть одно незаменимое свойство — он точно обрабатывается и хорошо держит жёсткость. Это значит, что из холста и смолы можно восстановить безнадёжно испорченную пластиковую деталь, либо изготовить новую.

Усиление строительных конструкций

Стеклопластик в жидком виде имеет прекрасную адгезию к пористым материалам. Иными словами, он хорошо сцепляется с бетоном и деревом. Этот эффект можно реализовать при монтаже деревянных перемычек. Доска, на которую нанесён жидкий стеклопластик, приобретает дополнительно 60-70% прочности, а значит, для перемычки или перекладины можно использовать доску вдвое тоньше. Если усилить этим материалом дверную коробку, она станет более устойчивой к нагрузкам и перекосам.

Герметизация

Ещё один способ применения — герметизация стационарных ёмкостей. Резервуары, каменные цистерны, бассейны, покрытые изнутри стеклопластиком, приобретают все положительные свойства пластиковой посуды:

• нечувствительность к коррозии;
• гладкие стены;
• сплошное монолитное покрытие.

При этом создание такого покрытия обойдётся около 25 у. е. за 1 кв. м. О прочности изделий красноречиво говорят реальные испытания продукции одного из частных мини-заводов.

На видео — испытания стеклопластика

Особо стоит отметить возможность починки кровли. Правильно подобранным и нанесённым эпоксидным составом можно отремонтировать шифер или черепицу. С его помощью можно моделировать сложные светопрозрачные конструкции из оргстекла и поликарбоната — навесы, уличные светильники, скамейки, стенки и многое другое.

Как мы выяснили, стеклопластик становится простым и понятным ремонтно-строительным материалом, который удобно применять в быту. При развитом навыке из него можно создавать интересные изделия прямо в собственной мастерской.

Основные понятия
Стеклопластик — система из стеклянных нитей связання реактопластами (необратимо твердеющими смолами).

Механизмы прочности-Адгезия между единичным волокном и полимером (смолой ) адгезия зависит от степени очистки поверхности волокна от аппрета (полиэтиленовые воски, парафин). Аппрет наносится на заводе изготовителе волокон или тканей для сохраниения предотвращения расслаивания при траспортно-технологических операциях.

Смолы — полиэфирные, характеризуются невысокой прочностью и значительной усадкой при твердении, это их минус. Плюс- быстрая полимеризация в отличии от эпоксидов.

Однако усадка и быстрая полимеризация вызывают сильные упругие напряжения в изделии и со временем изделие коробится, коробление незначительно, но на тонких изделиях дает неприятные блики кривой поверхности- см любой совеЦкий обвес для ВАЗов.

Эпоксиды- значительно более точно держат форму, значительно прочнее, однако дороже. Миф о дешевизне эпоксидов связан с тем, что стоимость отечественной эпоксидной смолы сравнивают со стоимостью импортной полиэфирной. Эпоксиды так же выигрывают по термостойкости.

Прочность стеклопластика- в любом случае зависит от количества стекла по объему- наиболее прочные с содержанием стекла 60 процентов, однако, такое можно получить только под давлением и при температуре. В «холодных условиях» прочный стеклопластик получить затруднительно.
Подготовка стекломатериалов перед выклейкой.

Поскольку процесс заключается в склеивании волокн между собой смолами, то требования к склеиваемым волокнам точно такие же как и при процессах склеивания- тщательное обезжиривание, удаление адсорбированной воды отжигом.

Обезжиривание, или удаление аппрета- можно произвести, в бензине БР2, ксилоле, толуоле, их смесях. Ацетон не рекомендуется из-за связывания воды из атмосверы и «намокания » поверзности волокон. Как способ обезжиривания можно применить и отжиг при температуре 300-400 градусов.В любительских условиях это можно сделать так- свернутая в рулон ткань помещается в заготовку от вентиляционной трубы или водосточной оцинкованной и наревается спиралью от электроплитки помещаемой внутрь рулона, можно использовать фен для удаления краски и др.

После отжига стекломатериалы не должны пролеживать на воздухе, поскольку поверхность стеклоткани адсорбирует на себя воду.
Слова некоторых «умельцев » о возможности выклеивать не удаляя аппрет вызывают грустную улыбку- ни кому в голову не придет склеивать стекло по слою парафина.Байки о том, что де «смола растворяет парафин» еще смешнее. намажте стекло парафином, натрите а теперь попробуйте к нему что нибудь приклеить. Выводы сделайте сами))

Выклейка.
Разделительный слой по матрице- наилучний поливиниловый спирт в воде, нанесенный распылителем и высушенный.Дает скользкую и эластичную пленочку.
Можно использовать специальные воски или восковые мастики на основе силикона, однако всегда нужно убедится что растворитель в смоле не растворяет разделительный слой, попробовав предварительно на чем то маленьком.

При выклейке- укладывать слой на слой прокатывая резиновым валиком выдавливая излишки смолы, воздушные пузырьки удалять прокалывая иглой.
Руководствоваться принципом- избыток смолы всегда вреден- смола только склеивает стеклянные волокна, но не является материалом для создания форм.
если деталь высокой точности, как например, крышка капота, желательно вводить в смолу минимум отвердителя и для полимеризации применять источники нарева, например инфракрасную лампу или бытовой «рефлектор ».

После твердения не снимая с матрицы очень желательно изделие равномерно прогреть- особенно на стадии «желатинизации » смолы. Эта мера снимет внутренние напряжения и деталь не будет коробится со временем. Относительно коробления — я говорю о появлении бликов а не о изменении размеров, размеры могут менятся всего на доли процента но при этом давать сильные блики.Обратите внимание на обвесы из пластика изготовленные в россии — никто из производителей не «заморачивается » результат- лето, постояла на солнышке, зимой пара морозов и…кривое все как..хотя новое выглядело отлично.
Кроме того, при постоянном действии влаги, особенно на местах сколов стеклоткань начинает вылезать наружу, и постепенно смачиваясь водой просто бахромится, вода рано или поздно проникая в толщу материала отслаивает стеклянные нити от основы (стекло адсорбирует влагу очень сильно)
через год.

Зрелище более чем печальное, ну такие изделия вы видите каждый день. что сделано из стали а что из пластика видно сразу.

Кстати, на рынке иногда появляются препреги — это листы стеклоткани уже покрытые смолой, остается из положить под давление и нагреть- они склеются в прекрасный пластик. Но техпроцесс сложнее, хотя я слышал что на препреги наносят слой смолы с отвердителем и получают прекрасные результаты. сам так не делал.

Это основные понятия об стеклопластиках, матрицу делать сообразуясь со здравым смыслом из любого подходящего материала.

Я использую сухую штукатурку «ротбанд » обрабатывается прекрасно, очень точно держит размер, после высыхания от воды пропитывается смесью 40 процентов эпоксидной смолы с отвердителем- остальное ксилол, после отверждения смолы такие формы можно отполировать или. очень прочные и размер держат превосходно.

Как отслоить изделие из матрицы?
у многих эта простая операция вызывает затруднения, вплоть до разрушения формы.

Отслоить просто — в матрице предварительно до выклейки слелать отверстие или несколько, заклеить тонким скотчем. после изготовления изделия в эти отверстия по очереди дунуть сжатым воздухом- изделие отслоится и сниматься очень легко.

Опять же, я могу сказать что использую я.

Смола- ЭД20 или ЭД6
отвердидель- полиэтиленполиамин он же ПЭПА.
Тиксотропная добавка — аэросил (при добавлении его смола теряет текучесть и делается желеобразной, очень удобно) добавляется по желаемому результату.
Пластификатор- дибутилфталат или касторовое масло, оклоло процента- четверти процента.
Растворитель- ортоксилол, ксилол, этилцеллозольв.
наполнитель в смолу для поверхностных слоев- алюминиевая пудра (скрывает стеклосетку)
стеклоткань- асстт, или стеклорогожа.

Вспомогательные материалы- поливиниловый спирт, силиконовый вазелин КВ
очень полезна тонкая полиэтиленовая пленка в качестве разделительного слоя.
полезно- отвакуумировать смолу после размешивания удалив пузырьки.

Стеклоткань я нарезаю в нужные куски, потом сворачиваю, помещаю в трубу и прокаливаю все это дело трубчатым ТЭНом помещенным внутрь рулона прокаливается ночь- так удобно.

Да, и вот еще.
Эпоксидную смолу не размешивать с отвердителем в одной емкости в количестве более 200 грамм. разогреется и вскипит в момент.

Экспресс контроь результатов- на пробном куске при разламывании стеклонити не должны торчать- излом пластика должен быть похож на излом фанеры.
сломайте любой пласктик из которого сделан обвес или обратите внимание на битый- сплошные лохмы. Это результат «никакой » связи стекла с полимером.

Ну и маленькие секреты.
очень удобно исправлять девекты типа царапин или раковин так- наносите на раковину каплю эпоксидной смолы, после чего сверзу, как обычно приклеиваете скотч (обычный , прозрачный), по бликам выравниваете поверхность пальцами или прикладывая что-нибудь упругое, после затвердевания скотч отклеивается легко и дает зеркальную поверхность. Обработки никакой не требуется.

Растворитель снижает прочность пластика и вызывает усадку в готовом изделии.
по возможности следует избегать его применения.
алюминиевая пудра добавляется только в поверхностные слои- усадку снижает очень сильно, характерная для пластиков сетка мне проявляется потом никакого, количество до консистенции густой сметаны.
обрабатываются эпоксиды хуже чем полиэфиры и это их недостаток.
цвет после добавления алюминиевой пудры не серебристый а серо-металлический.
некрасивый в общем.

Металлическое крепление вклеенное в пластик должно быть из алюминиевых сплавов или титана- потому что. На закладное изделие наносится очень тонкий слой силиконового герметика, и к нему прижимается стеклоткань, предварительно хорошо отожженная. Ткань должна прилипнуть но НЕ ДОЛЖНА пропитаться насквозь. через 20 минут эта ткань смачивается смолой БЕЗ РАСТВОРИТЕЛЯ и на нее приклеиваются остальные слои. это «боевая «технология в качестве силиконового герметика мы использовали советский КЛТ75 соединение вибро, термо стойко, морозоустойчиво, стойко к действию соленой воды. Подготовка поверхности металла- алюминиевый сплав промыть в чистом растворителе. протравить в смеси стиральной соды и стирального порошка, нагрев раствор до кипения, если есть возможность то в слабой щелочи, например 5% растворе едкого кали или натра, с нагревом высушить. прогреть до 200-400 град. После остывания вклеивать как можно быстрее.

---