Технологические особенности изготовления стеклопластиковой арматуры

Характеристики композитной стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиковая или композитная арматура является современным аналогом металлической арматуры, превосходящим её по качественным характеристикам. Арматура из пластика представляет собой ребристые стержни из искусственного волокна диаметром от 4 до 18 мм. Часто отдельные стержни для прочности соединяют между собой синтетическими смолами.

Это востребованный строительный материал, постепенно смещающий с рынка традиционные металлические аналоги. Его отличает внушительный перечень полезных характеристик:

1. Высокая прочность. Этот материал в 3 раза прочнее стали.
2. При этом пластиковый материал значительно легче стального — не менее чем в 6-9 раз.
3. Не ржавеет и без ущерба переносит воздействие морской или пресной воды, кислотной или любой другой агрессивной среды.
4. Диэлектрик — не проводит электричество, может использоваться в изоляционных работах.
5. Морозоустойчив — не разрушается даже при очень низких температурах.
6. Не подвергается воздействию электромагнитных полей.
7. Долгий срок эксплуатации — не менее 50 лет.
8. Возможность сделать бесшовную укладку.

Что касается недостатков, то можно отметить недостаточную упругость и слабую устойчивость к высоким температурам. Стеклопластиковую арматуру не сваривают, а связывают — иначе она разрушится под воздействием большого количества тепла. Прутья из стеклопластика настолько негибкие, что согнуть их своими силами не получится: прутья сгибают под нужным углом при производстве. Также со временем характеристики прочности материала снижаются.

Материал хорошо известен среди профессионалов, но рядовые потребители (они также являются потенциальными клиентами предприятия) не отличают этот материал от стальной арматуры и зачастую отдают предпочтение именно ей. Прутья из композита не имеют ярко выраженных маркетинговых преимуществ, очевидных выгод для покупателей, что тоже можно назвать одним из её недостатков.

Стеклопластиковая или композитная арматура является современным аналогом металлической арматуры, превосходящим её по качественным характеристикам

Где применяется

Основная сфера применения пластиковой арматуры — дорожное, промышленное и гражданское строительство. Этим материалом армируют бетонные конструкции, в том числе фундаменты. Стеклопластиковая арматура хорошо подходит для крепления теплоизоляции и бетонных перекрытий: она улучшает сцепление бетонных элементов. Использование таких укреплений облегчает конструкции и удешевляет стоимость работ.

Устойчивость к агрессивной среде сделала данный материал востребованным при возведении бетонных конструкций химических заводов. Высокая прочность обеспечивает популярность искусственных волокон при проведении берегоукреплений, строительстве водоотведения и канализации. При возведении дорог помогает повысить прочность и долговечность дорожного покрытия.

Инвестиции

Предприниматель не может заключать договор на покупку оборудования и сырья, арендовать помещение, пока он не получил статус ИП или ООО. Тем более, если он планирует привлекать в проект третьих лиц (инвесторов, спонсоров, кредитные организации): о регистрации производства нужно задуматься прежде всего.

На строительном рынке застройщики активнее сотрудничают с ООО на общем налоговом режиме. Регистрация ООО требует разработки уставных документов и внесения на счет компании суммы не менее 10 000 рублей (уставный капитал). Кроме того, для начала процедуры оформления требуется уплата госпошлины, размер которой составляет 4000 рублей. В общей сложности вместе с разработкой уставной документации компании затраты составят примерно 16 000 рублей.

Следующая и, пожалуй, самая крупная статья затрат – это оборудование для производства композитной арматуры. Автоматизированная производственная линия состоит из следующих компонентов:

1. механизм для удерживания бобины с сырьем (шпульник);
2. устройство для обсушивания ровинга (стекловолокна);
3. ванна для пропитки ровинга смолами;
4. устройство для нанесения рифления на профиль;
5. печь для полимеризации;
6. охлаждающая ванна (воздушная и водяная);
7. вытягивающий механизм;
8. гильотина;
9. бухтонамотчик.

Для обслуживания автоматизированной линии достаточно двух операторов. На российском рынке немало компаний, которые после покупки обеспечивают гарантийное обслуживание, бесплатную установку и обучение персонала. Существуют раздельные линии: одни выпускают арматуру только в бухтах, другие – только в прутках. Для предпринимателя выгоднее приобрести линию полного цикла, которая способна выпускать оба вида. Стоимость приобретения подобной линии в зависимости от производственных мощностей варьируется от 450 000 до 1 100 000 рублей. Самым востребованным на рынке является оборудование, производящее 17 метров арматуры в минуту, за покупку которого придется отдать 900 000 рублей.

Также для отгрузки готовой продукции необходимо установить промышленные весы. Стоимость приобретения весов составит 10 000 рублей.

Учитывая габариты производственного агрегата (1,5 *2,2 метра) и потребность в складе, можно сказать, что помещение должно иметь площадь не менее 70 кв. м. Освещение, коммуникации, хорошая вентиляция, подъездные пути – это обязательные требования к цеху. Для погрузочно-разгрузочных работ желательно наличие в цехе кран-балки, иначе предпринимателю придется потратиться на покупку погрузчика. Ежемесячные затраты на аренду, включая коммунальные платежи, составят 75 000 рублей.

При 8-часовом графике работы производительность оборудования составляет 8 160 метров за смену. При графике 5/2 производство имеет потенциальный объем выпуска, равный 179 520 метров (22 смены). Сумма первоначальной закупки сырья для композитной арматуры в расчете на месячный объем выпуска составляет 600 000 рублей.

О запуске производства необходимо информировать потенциальных потребителей продукции. Способов множество, на любой вкус и кошелек. Большинство сделок и договоров, как правило, заключается при личных встречах руководителей. Рекомендованные способы продвижения продукции – это разработка собственного сайта, реклама на телевидении и в СМИ. В общей сложности данные мероприятия обойдутся бизнесмену в 50 000 рублей.

Из этих затрат складывается общая сумма необходимых для старта инвестиций, она составляет 1 741 000 рублей.

Актуальность бизнес идеи

Строительный рынок, как и рынок стройматериалов, можно с полной уверенностью отнести к самой развивающейся и перспективной отрасли экономики. В связи с этим, производство и реализация строительных материалов всегда пользуется спросом. В том числе и новый для этого рынка продукт – композитная стеклопластиковая арматура.

— В чем же преимущество этой бизнес идеи?

Первое: владельцу предприятия по выпуску стеклопластиковой арматуры не требуется монтировать дорогостоящую и сложную в эксплуатации производственную линию. В отличие от стальных аналогов, оборудование для с/п арматуры занимает минимум места и обслуживается персоналом из двух-трех человек. А это существенная экономия на себестоимости продукции.

Второе: превосходя по многим характеристикам металлическую, с/п арматура еще и на 30% дешевле. Например, одна тонна стальной арматуры сечением 12 мм, стоит 27 тыс. руб., имея при этом общую длину – 1125 м. Тот же композитный материал равной длины, сечением 8 мм, который равен металлической арматуре по прочности, будет стоить всего 18 тыс. руб. Этот факт явно не останется незамеченным, особенно для крупных строительных компаний. Где 30% экономии на арматуре способны сэкономить колоссальные суммы.
Третье: это экономия на доставке и удобство работы с композитной арматурой. Например, для перевозки 2-х тонн металлопроката требуется грузовой автомобиль с объемным кузовом. Та же стеклопластиковая арматура, которая по всем параметрам заменит металлическую арматуру в грузовике, будет весить всего 140-160 кг и уместится в багажнике легкового автомобиля в виде скрученных 100 метровых бухт. Фото стеклопластиковой арматуры в багажнике автомобиля
Что касается удобства работы, то при возведении конструкций из с/п арматуры не требуются сварочные работы, так как композитный стройматериал крепится между собой обычными пластиковыми хомутиками

Подобное обстоятельство крайне важно для индивидуальных застройщиков, не обладающих высокой квалификацией.

Как организовать завод по производству стеклопластиковой арматуры

Составление бизнес-плана

В разработанном проекте на производство стеклопластиковых стержней должны быть отражены все этапы, начиная с организации бизнеса, оформления документов и заканчивая технологическим процессом и выпуском готовой продукции с заданными характеристиками. Узнать подробнее о том, как правильно составить бизнес-план, можно по этой ссылке – .

Особенностью подготовительного этапа перед запуском проекта являются испытания продукции и оформление протоколов испытаний. В них отражаются геометрические параметры готовых стержней, результаты испытаний их на растяжение и сжатие, на прочность и упругость, на поперечный срез и степень устойчивости изделий при испытании предельной температурой эксплуатации. В результате испытаний дается заключение о соответствии качества изделия и его параметров ГОСТу, а также выдается сертификат соответствия продукции критериям нормативов.

Помещение

Площадь под рабочий цех должна быть не менее 50 кв. метров. Температура воздуха должна поддерживаться в пределах +18°С, влажность – не более 85%. Помещение следует оснастить приточно-вытяжной вентиляцией и подводом электрического кабеля на 380 В.

Персонал

В первую очередь необходимо взять для обслуживания автоматической линии грамотных, умеющих работать на современном оборудовании, рабочих. На первых порах вполне хватит для двухсменной работы 2-3 операторов. Один из них будет подменным в случае болезни основного работника, или выполнять другие работы, предусмотренные производственным процессом. Другие штатные единицы должны рассматриваться по мере необходимости и по мере расширения бизнеса.

Оформление документов

Организация бизнеса начинается с расчетов финансовых возможностей и рентабельности. Если решение об организации производства принято, то следует действовать по определенному алгоритму:

• обратиться в государственный регистрационный орган, где уточняется пакет документов, необходимый для открытия бизнеса. Здесь же регистрируется вид и форма деятельности – или ООО;
• пишется заявление соответствующей формы;
• делаются копии необходимых документов, удостоверяющих личность, собирается пакет документов о создании юридического лица, уставные документы;
• уплата госпошлины за регистрацию.

Расчет затрат

При организации бизнеса по производству стеклопластиковой арматуры, стоит иметь в виду, что придется потратить довольно значительную сумму на оборудование и сырье. Вот примерно, какие расходные статьи могут присутствовать при этом:

• покупка исходного сырья;
• затраты на оформление документации и регистрацию бизнеса;
• транспортные и коммунальные платежи;
• покупка технологической линии и ее монтаж;
• покупка, строительство или аренда помещения под производственный цех и подсобные помещения;
• заработная плата работникам.

Расходных статей может быть больше или меньше, все зависит от возможностей начинающего предпринимателя

Важно, чтобы все расходы были учтены, чтобы как можно более точно просчитать рентабельность предприятия

Финансовые расчеты

Старт бизнеса в нише производства арматуры невозможен без инвестиционных вложений в его организацию и обеспечение функционирования на начальном этапе деятельности. Линия по производству стеклопластиковой арматуры вместе с рабочим инструментом обойдется предпринимателю в 1700000 рублей. На доставку техники и на ее монтаж и пуск, необходимо заложить в бюджет 200000 рублей. С учетом дополнительных расходов в 250000 рублей, представителю бизнеса на его старт понадобится 2300000 рублей.

Технологическая линия

Для восьмичасового рабочего дня и при пятидневной рабочей неделе при средней производительности в 2160 метров в час, можно рассчитывать на месячную выработку продукции в 190080 погонных метров. С учетом цены за метр в 6 рублей, предприниматель получит 1140480 рублей выручки.

Себестоимость продукции, в которую включаются затраты на производственный процесс, по статьям закупки сырья и оплаты электроэнергии соответствует 522720 рублей. На заработную плату наемным работникам, оплату аренды и другие расходы, имеющие непосредственное отношение к функционированию бизнеса, в бюджет необходимо включить 400000 рублей. Проведя математические расчеты, можно сделать вывод о полученной предпринимателем чистой прибыли в 218000 рублей, что свидетельствует о том, что все инвестиции в бизнес будут окуплены через год после начала его функционирования.

Чтобы выйти на планируемые показатели прибыли, предпринимателю понадобится до 6 месяцев. Это время понадобится для поиска рынка сбыта в регионе нахождения предприятия. Чтобы не претерпеть убытки, перед началом деятельности рекомендуется разработать бизнес-план с целью определения плана деятельности и основных финансовых показателей, которые помогут сопоставить параметры затрат и прибыльности с целью определения перспективности функционирования бизнеса.

Производители оборудования

В оборудовании для производства пластиковой арматуры недостатка нет. Многие из представленных линий рассчитаны на большие объемы производства, они дороги и для малого бизнеса интереса не представляют. Но выпускаются и недорогие малопроизводительные экземпляры, которые и являются оптимальными для небольших производственных цехов:

ООО «ПРО-инжиниринг» (Новосибирск)

Выпускает одно-и двухпоточные линии производительностью от 5000 до 8000 м/смену. Рабочая мощность оборудования составляет от 9 до 17 кВт.

(Москва)

Занимается изготовлением оборудования для изготовления АСП с 2008 года.

Свое производство компания основывает на новейших технологиях России и зарубежных стран. Комплектующие для изготовления линий поставляются с итальянских и немецких заводов.

УралАрмаПром (Екатеринбург)

Производит линии для изготовления АСП малых диаметров (от 6 до 8мм). Эта компания также, как и предыдущая комплектующие приобретает за рубежом:

• пневматика – итальянского производства (CAMOZZ);
• электроника – из Кореи (DELTA electronics, LSis, KIPPRIBOR);
• подшипники – японского происхождения (NSK) и т. д.

Организация бизнеса

Производство композитной арматуры требует внушительных затрат на организацию. Практика показывает, что мало кому удаётся создать полноценное предприятие менее чем за 3 миллиона рублей. Оборудование и сырьё стоят дорого. К тому же предпринимателю придётся предусмотреть оборотные средства на тот период, пока компания не продаст первые партии товаров.

Продуманно подойти к работе поможет бизнес-план. В него нужно включить не только расходы на открытие, но и расчёт рентабельности, цель на 6 и 12 месяцев, примерный штат сотрудников, а также — перечень потенциальных партнёров. Чем быстрее предприниматель найдёт стабильные каналы сбыта, тем быстрее предприятие выйдет на уровень чистой прибыли.

Технология производства

Изготовление композитной арматуры происходит на конвейерной линии. Вмешательство человека в работу оборудования минимально. Производство начинается с обработки стеклоровинга — материал вытягивают в нити сечением до 20 микрон и пропитывают специальным засмаливателем. Пропитанные нити сплетают в пучки и просушивают горячим воздухом. После сушки стеклоровинг пропитывают эпоксидной смолой.

На следующей стадии нити попадают в специальную форму для пластических веществ (фильер), где определяется диаметр будущей арматуры. Затем заготовки обматывают жгутом: он обеспечивает необходимую толщину и улучшает характеристики сцепления с бетоном.

Сформированную и обмотанную арматуру обжигают в магнезитовой туннельной печи. Там смолы полимеризуются. На завершающей стадии композитные волокна остужают до комнатной температуры в проточной воде. После этого материал фактически готов к использованию. Его нарезают по нужным размерам пилой с алмазным напылением. Срез получается точным и ровным.

Оборудование

Конвейер оборудования для изготовления композитной арматуры обойдётся в 1-1,7 миллионов рублей. Это основная часть трат на открытие предприятия. В список станков и техники входят:

1. Ванна для пропитки стеклоровинга с функцией отжима.
2. Фильеры (формы для пластических веществ).
3. Станок для вытягивания арматуры.
4. Аппарат для закручивания нитей.
5. Полимеризационная печь с функцией регулирования температуры.
6. Аппарат для охлаждения.
7. Пила с алмазным напылением/станок для нарезки готовой арматуры.
8. Аппарат для скрутки готовой арматуры.

Все станки выстраиваются в конвейер протяжённостью 15-20 метров. В дополнение к этому оборудованию потребуется приобрести погрузчики, весы, стеллажи для сырья и готовой продукции. Такого комплекта будет достаточно для производства в рамках малого предприятия.

Производство начинается с обработки стеклоровинга — материал вытягивают в нити сечением до 20 микрон и пропитывают специальным засмаливателем

Требования к помещению

Так как конвейер станков для изготовления арматуры из стеклопластика занимает минимум 15 метров длину и около полуметра в ширину, помещение должно иметь подходящую протяжённость. Размещение оборудования должно быть комфортным для рабочих. Поэтому площадь помещения не может быть менее 200 квадратных метров. Цех разделяется на 3 зоны: рабочее пространство, склад, комната для персонала.

Пол помещения должен быть ровным, без перепадов высот (в крайнем случае не более 5 сантиметров). Высота потолков от 2,5 метров. Изготовление композитной арматуры требует поддержания стабильного температурного режима на уровне 16-18 градусов, поэтому желательно наличие специальной системы регулирования тепла. Хорошее освещение гарантирует качественную работу, не стоит игнорировать эту характеристику. Не получится обойтись и без мощной вентиляции (с оттоком воздуха не менее 250 литров воздуха в минуту). Местоположение цеха не имеет большого значения, можно разместить его на окраине или за чертой города.

Сырье

Какие необходимы материалы для производства композитной арматуры? Основой является стеклоровинг — нити из расплавленного алюмоборосиликатного стекла диаметром от 10 микрон. При изготовлении арматуры волокна поставляют большими герметично упакованными бобинами. Их перевозят при температуре на превышающей 35 градусов и при уровне влажности не более 70%.

Второй ключевой компонент — это эпоксидная смола. Это бесцветная или светло-жёлтая тягучая жидкость, по консистенции напоминающая мёд, используется при первичной обработке ровинга. Она придают будущей арматуре устойчивость к агрессивным средам.

Кроме этих двух компонентов для производства композитной арматуры необходимы:

• сплёточная нить;
• спирт;
• ацетон;
• дициандиамид.

Сравнение стальной и стеклопластиковой арматуры

Арматурные работы составляют значительную долю расходов на строительство. Поэтому снижение затрат является одним из основных критериев выбора материалов

Однако финансовый аспект следует принимать во внимание после того, как были рассмотрены сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры

В первую очередь материалы должны соответствовать условиям проведения работ на объекте, а впоследствии и условиям его эксплуатации. Эти решения принимают на стадии проектирования, руководствуясь при этом СП и другими предусмотренными законами N 184-ФЗ и N 384-ФЗ нормативными документами. Таблица сравнения стеклопластиковой и стальной арматуры по основным техническим характеристикам выглядит так:

Приведённые данные говорят о том, что многократного превосходства одной группы арматуры над другой по механическим характеристикам нет. Тем более что по ряду позиций у композитной арматуры нет аналогов среди стальной продукции. Это относится к гладкой арматуре (катанке) А-I. Кроме того, существует отдельная категория термически упрочнённой арматуры периодического профиля повышенной прочности на разрыв.

Другими словами, категорическая постановка вопроса – стальная или стеклопластиковая арматура – не принимается. На этапе проектирования для принятия решения о выборе того или иного материала необходимо произвести расчёты по шести показателям предельных состояний (прочности конструкций) для разных условий эксплуатации. В качестве примеров широкого применения композитной арматуры можно назвать:

• возведение бетонных опор линий электропередач, мостов, путепроводов и других объектов;
• строительство гидротехнических объектов;
• монолитное строительство в сейсмоопасных зонах;
• изготовление конструкций для железнодорожных путей и других объектов транспортной инфраструктуры;
• мелиоративное строительство и т. д.

В большей мере сфера применения композитной арматуры базируется на зарубежном опыте. Напомним, что единые строительные правила её использования в нашей стране вступили в силу только в декабре 2018 года. Однако за рубежом имеются объекты с полимерным армированием, в том числе мосты, которые эксплуатируется 50 лет и более и до сих пор находятся в превосходном техническом состоянии.

Технология производства стеклопластиковой арматуры

Залог изготовления качественной продукции – это чёткое следование разработанной технологии. Стеклопластиковая арматура производится в несколько этапов.

Обработка ровинга

Сырье для производства стеклопластиковой арматуры

Стеклоровинг – основа композитной арматуры, который получают путём расплава алюмоборосиликатного стекла. Материал вытягивается в нить сечением в 10–20 микрон, затем нити пропитываются замасливателем и сплетаются в пучки. Изначально основной материал располагается на специальных стеллажах, которые равномерно подают его дальше по линии.

Собранные в плотный пучок нити сушатся и подогреваются горячим воздухом, а затем нагретый ровинг проходит через пропиточную ванну, полностью погружаясь в эпоксидную смолу. Узел пропитки – это механизм с четырьмя желобами, по которым протягиваются нити различных диаметров (от 12 до 18 мм).

Придание нужной формы и обмотка

После обработки ровинг попадает в формообразующую фильеру, которая определяет диаметр будущего стройматериала, а затем – на обмотку жгутом, которая подгоняет толщину стержней до определённого параметра и обеспечивает прочность при контакте с бетонной основой.

Те изделия, что получились нужной толщины, остаются в виде готовой продукции, а те, что тоньше, дополнительно обсыпаются песком. Обмотчик, как и узел пропитки, состоит из четырёх ручьёв и работает от двух ременных электродвигателей. Благодаря круговой траектории вращения, намоточное устройство позволяет получить изделия правильной цилиндрической формы.

Обмоточный ровинг

Печь для арматуры

Сформированные изделия попадают в магнезитовую туннельную печь длиной в 8 м, чтобы произошли остаточные химические реакции (полимеризация смол).

Магнезитовая печь для стеклопластиковой арматуры

Завершающий этап

Готовые, но ещё раскалённые изделия отправляются в ванну, наполненную проточной водой, для охлаждения до комнатной температуры. Последний шаг – это автомат резки, делящий материал на пруты по заданным параметрам. Поскольку даже на самых простых станках используется дисковая пила с алмазным напылением, срез получается точным и ровным.

Преимущества стеклопластиковой арматуры

Конвейерная линия изготовления композитной арматуры полностью автоматизирована и управляется программным блоком. Перед началом производства арматуры все необходимые параметры будущих изделий задаются инженером-оператором.

Композитная арматура успела получить множество положительных отзывов со стороны специалистов в строительной сфере. По самым скромным оценкам, её производство в малых масштабах способно окупиться уже через полтора года при условии полного сбыта товара. Стеклопластиковый материал надёжен, устойчив к внешним разрушительным факторам, легко транспортируется и намного превосходит металл по всем техническим и экономическим аспектам.

Процесс производства

С использование оборудования СПА-2 по технологии, разработанной лабораторией на базе Ивановского Государственного Химико-Технологического Университета (ИГХТУ), у нас есть возможность производить арматуру диаметром от 4 до 16 мм с высокими прочностными показателями. Производительность данной линии составляет от 11000 до 25000 метров в сутки в зависимости от диаметра производимой арматуры (при работе 23 часа, 1 час технологический перерыв), что позволяет в короткие сроки выполнять любые заказы клиентов.

1. Нити из бобин внутренней размотки со стеллажа подаются в ванну пропитки со смолой через нагревательные элементы. Подогрев необходим для активизации замасливателя, что улучшает пропитку нитей ровинга смолой. Для предотвращения скручивания нитей и их равномерного распределения установлен разделитель нитей.
2. После пропитки на входе из ванны происходит отжим и формирование стержня.
3. Сформированный стержень будущей стеклопластиковой арматуры подается в устройство подготовки профиля, который придает цилиндрическую форму стержню арматуры и удаляет воздух за счет армирования базальтовой или стеклопластиковой нитью.
4. Следующий этап производства – полимеризация в печи, длинна которой 6 метров, состоящая из 4 секций. В каждой секции установлен термодатчик для соблюдения температурного режима. Температура в печах составляет от 230 до 300 С в зависимости от диаметра стержня.
5. После термообработки арматура поступает в ванну водяного охлаждения. Охлаждение происходит за счет циркуляции воды под действием насоса.
6. Движение арматуры по всем этапам производства придается протяжным устройством, полиуритановыми валами, которые в свою очередь приводятся в движение электродвигателем по цепной передаче. Мощность привода – 2,5 тонн/силы. Диаметр протягиваемой арматуры 4-16 мм.
7. Нарезка арматуры на заданную длину происходит на отрезном механизме, состоящем из дисковой пилы, счетчика длины арматуры. Длина нарезки от 0,1 метра до 300 метров.
8. Готовая продукция в основном связывается в пучки (если нарезка идет прутками по 3 или 6 метров) либо в бухты по 50 или 100 метров.
9. Управление всеми процессами и контроль за показаниями датчиков происходит на основном и дополнительном щитках управления.