Стоит ли доверять композитной арматуре

Что такое стеклопластиковая арматура?

Стеклопластиковая композитная арматура (АКС) представляет собой стержень, произведенный из стеклянного сплеточного нитевидного волокна (ровинга) прямого или скрученного, скрепленного особым составом. Обычно это синтетические эпоксидные смолы. Другой вид представляет собой стекловолоконный стержень с намоткой из углепластиковой нити. После намотки такие стекловолоконные заготовки подвергают полимеризации, превращая их в монолитный стержень. Стекловолоконная арматура имеет диаметр от 4 до 32 мм, толщиной от 4 до 8 мм упаковывается в бухты. Бухта содержит 100-150 метров арматуры. Также возможна нарезка в заводских условиях, когда размеры предоставляет заказчика. От технологии производства и связующего зависят прочностные характеристики стержня.

Варианты упаковки и транспортировки АСП.

Варианты упаковки и транспортировки АСП.

Изготавливают материал методом протягивания. Стекловолокно, намотанное на бобинах, разматывают, пропитывают смолами и отвердителями. После этого пропускают заготовку через фильеры. Их назначение – отжим лишней смолы. Там же будущая арматура уплотняется и приобретает характерную форму с цилиндрическим сечением и заданным радиусом.

После этого еще на не отвердевшую заготовку наматывают по спирали жгут. Он необходим для лучшего сцепления с бетоном. Затем материал запекается в печи, где происходит процесс отвердения и полимеризации связующего. Из печи прутья направляется на механизм, где происходит ее протяжка. На современных заводах для полимеризации используются трубчатые печи. В них же удаляются летучие вещества. Готовую продукцию наматывают в бухты либо нарезают прутки необходимой длины (по предварительному заказу клиента). После продукция отправляется на склад. Также клиент может заказать арматуру с заданным углом изгиба.

Видео

Характеристики

Композитная арматура оценивается по техническим параметрам. Этот материал имеет сравнительно малую плотность. Поэтому вес погонного метра стеклопластиковой арматуры, в зависимости от диаметра — от 20 до 420 г.

Пластиковая арматура имеет постоянный шаг навивки — 15 мм. Это оптимальная величина, чтобы при минимальной затрате материала, обеспечить высокий уровень адгезии с бетонным раствором.

Технические характеристики арматуры из стеклопластика сведены в таблицу:

Плотность (кг/м³)1.9
Сопротивление к нагрузкам на растяжение (МПа)1200
Модуль упругости (МПа)55 000
Относительное удлинение (%)2.3
Зависимость «напряжение-деформация»Прямая линия с упруголинейной зависимостью вплоть до разрушения
Линейное расширение (мм/м)9-11
Устойчивость к коррозийным средамВысокая, не ржавеет
Теплопроводность (Вт/м⁰С)0.35
ЭлектропроводностьДиэлектрик
Диаметр (мм)4-32
ДлинаПроизвольная длина по требованию заказчика

Композитная арматура, области применения

Композитная арматура применяется:

  • в фундаментах ниже нулевой отметки залегания (на сегодняшний день стеклопластиковая арматура является лучшим армирующим материалом для устройства ленточных фундаментов и заливки фундаментных плит);
  • в качестве гибких связей;
  • для изготовления осветительных опор, опор ЛЭП, изолирующих траверс ЛЭП;
  • для дорожного строительства: при усилении дорожного полотна, мостов, ограждений;
  • для усиления таких изделий как: дорожные и тротуарные плитки, заборные плиты, бордюрные камни, столбики и опоры, железнодорожные шпалы;
  • в конструкциях, работающих в условиях ускоренной коррозии стальной арматуры и бетона (причалы, сухие доки, укрепление набережной полосы путём бетонирования), а также в конструкциях, подвергаемых в процессе эксплуатации действию общей коррозии и динамическим нагрузкам.

Композитная арматура – разновидности

Стержни с композитным наполнителем производятся из различных видов волокон. Пластиковая арматура классифицируется следующим образом:

  • арматура стеклопластиковая (АСП). Ее основой является стекловолоконный наполнитель. Поперечно расположенные спиральные рифли повышают сцепление стеклопластиковых прутков с бетоном. Строители устанавливают устойчивые к воздействию влаги стержни в фундамент и покрытия автомагистралей;
  • базальтопластиковая (АБП). Включает волокна из базальта, благодаря которым прутки приобретают черный цвет. Базальтовые стержни внешне выделяются, так как арматура стеклопластиковая имеет светлый или кремовый оттенок. Базальтопластиковые прутки превосходят стеклопластиковые стержни по устойчивости к растяжению, модулю упругости и стойкости к агрессивным жидкостям, что сказывается на их цене;
  • углепластиковая (УГП). Является разновидностью композитных элементов усиления, характеризуется мелкой структурой армирующего материала. Основой углепластиковых прутков является карбон, положительно зарекомендовавший себя при изготовлении композитных бетонов. Увеличенная цена компенсируется эксплуатационными характеристиками, легкостью работы с углепластиковыми стержнями;
  • комбинированная (АКК). Представляет собой полимерные стержни, при изготовлении которых используется стекловолоконный и базальтоволоконный наполнитель. Специалисты называют такие прутки стеклобазальтовыми и применяют для решения специальных задач.
Современные производители предлагают стеклопластик

Современные производители предлагают стеклопластиковую и базальтопластиковую арматуру

Из всех разновидностей полимерных стержней стеклоарматура для строительных, дорожных и специальных работ лидирует по эффективности применения.

Где используется стеклопластиковая арматура

Области применения СПА:

  • Армирование фундаментов, стяжек, стен в гражданском и производственном строительстве.
  • Укрепление автомагистралей, дорог местного значения.
  • Использование в качестве стержней, сеток в сооружениях из бетона.
  • Возведение многослойных кирпичных стен, газосиликатных блоков.
  • Строительство канализационных, мелиорационных сооружений.
  • Проведение утепления зданий. СПА позволяет увеличить сцепление бетонных плит, между которыми прокладывается утеплитель.
  • Реконструкция, строительство объектов с повышенной сейсмической устойчивостью.
  • Возведение сооружений в портах, укрепление побережья.
  • Армирование конструкций из клееной древесины.

Использование композитной арматуры актуально для конструкций, эксплуатация которых будет осуществляться в контакте с агрессивными средами.

Главные недостатки

Недостатки стеклопластиковой арматуры связаны со следующими ее характеристиками.

  • К минусам стеклопластиковой арматуры относится, в частности, то, что она не выдерживает воздействия высоких температур. В то же время сложно представить ситуацию, когда арматурный каркас, находящийся внутри бетона, может быть нагрет до температуры 200 градусов.
  • Достаточно высокая стоимость – это условный недостаток, если учитывать тот факт, что для армирования бетонных конструкций можно использовать стеклопластиковую арматуру меньшего диаметра в сравнении с изделиями из металла.
  • Арматура из углепластика плохо гнется. Этот недостаток ограничивает ее использование при создании укрепляющих каркасов для бетонных конструкций. Между тем выполнить гнутые участки арматурного каркаса можно и из стальных элементов, а затем нарастить их при помощи стеклопластиковых прутков.
  • Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо выдерживает нагрузки на излом, что очень критично для бетонных конструкций. Соответственно, их усиливающий каркас должен успешно выдерживать такие нагрузки, чем не может похвастаться арматура, выполненная из композитных материалов.
  • В отличие от металлического арматурного каркаса, стеклопластиковые изделия обладают меньшей жесткостью. Из-за этого недостатка они плохо переносят вибрационные нагрузки, возникающие при их заливке с помощью автомобильного миксера. При использовании такой техники арматурный каркас подвергается значительным механическим нагрузкам, которые могут вызвать его поломку и нарушение пространственного положения его элементов, поэтому к жесткости подобных бетонных конструкций предъявляются достаточно высокие требования.
Разрыв арматуры в следствии недостаточного связующ

Разрыв арматуры в следствии недостаточного связующего в структуре стержня

Рассматривая преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры, сложно сказать, насколько она лучше или хуже изготовленной из металла. В любом случае к выбору этого материала следует подходить очень обоснованно, используя его для решения тех задач, для которых он действительно предназначен.

Недостатки композитной арматуры

Как и любой строительный материал, наряду с неоспоримыми достоинствами композитная арматура не лишена и некоторых недостатков, которые необходимо учитывать при проектировании армированных бетонных конструкций. К минусам композитной арматуры относят:

  • Низкий модуль упругости материала. Данный параметр по сравнению со сталью меньше в 4 раза, что негативно сказывается при работе композитной арматуры на растяжение.
  • Хрупкость и непластичность. Изменение формы стержня невозможно без нагрева, что создаёт трудности при изготовлении монтажных петель и закладных деталей.
  • Низкая стойкость к воздействию высоких температур. В отличие от стали, композитный материал теряет свои прочностные свойства уже при температурах порядка 150-300 градусов, в зависимости от вида используемых в производстве волокон (стеклопластик или базальтопластик).

Где она применяется?

Применение композитной арматуры стремительно набирает популярность. Она используется при возведении различных объектов:

  • малоэтажные здания;
  • монолитное строительство с легкими и тяжелыми бетонами;
  • дорожные полотна, основание железных дорог;
  • железобетонные плиты перекрытия;
  • мосты;
  • путепроводы.

Кроме того, высокое качество продукции приводит к

Кроме того, высокое качество продукции приводит к тому, что арматура из пластика часто применяется при изготовлении бетонных изделий, как с предварительным напряжением, так и без него. Опоры для линий электропередач, осветительные опоры, поребрики, заборные плиты, шпалы для железных дорог – это далеко не полный список железобетонной продукции, при изготовлении которое используется арматура неметаллическая композитная.

Сферы применения

В связи с востребованностью стеклопластиковой арматуры в строительстве, производители стали предлагать изделия не только в традиционном исполнении, — бухтах и прутках. На рынке появились стеклопластиковые армирующие сетки и готовые армокаркасы в различных вариантах исполнения по форме и габаритным параметрам.

Композитная арматура применяется при выполнении ряда строительных работ и изготовлении строительных конструкций:

  • Армирование конструкций из монолитного бетона: стен, колодцев, покрытий, фундаментов.Укрепление кладки из штучных стеновых материалов,
  • Укрепление кладки из штучных стеновых материалов, —  кирпича, камня, а также блоков пористых и облегчённых всех видов.
  • В устройстве дорожных покрытий и укреплении насыпей.Возведение зданий с применением технологий несъёмн
  • Возведение зданий с применением технологий несъёмной опалубки.
  •  Обеспечение гибких связей несущих, облицовочных, укрепляющих слоёв в устройстве  многослойных стен и иных конструкций.Изготовление опор ЛЭП и железнодорожных шпал.
  • Изготовление опор ЛЭП и железнодорожных шпал.
  • Применение в качестве дюбелей для крепления теплоизоляции сооружений.
  • Устройство инженерных коммуникаций, канализации, водоотведения.
  • Создание мелиоративных систем.
  • Особую популярность композитные изделия получили у дачников и владельцев приусадебных участков. СПА используется на дуги теплиц, для создания декоративных и хозяйственных ограждений, поддержки плодовых деревьев.

Композитная арматура какого диаметра существует?

Как в случае с металлической, диаметр композитной арматуры может быть различным. Наиболее востребованы материалы диаметром от 4 до 32 миллиметров – они полностью удовлетворяют требованиям строителей как при заливке фундамента для бани или гаража, так и при строительстве многоэтажного монолитного дома.

Однако некоторые покупатели, не слишком хорошо раз

Однако некоторые покупатели, не слишком хорошо разбирающиеся в торговле, удивляются, что при собственноручном замере диаметр не соответствует тому, что был заявлен в магазине. Здесь нет ничего удивительного. Во-первых, погрешность в несколько всегда может иметь место – даже при замере одного прута в разных точках. Но это практически не влияет на прочность материала, поэтому ГОСТ предусматривает такие перепады. Во-вторых, изучая характеристики композитной арматуры, вы читаете про номинальный диаметр. Также существует внешний (при проведении замеров по выступающим ребрам) и внутренний (при замере по самому стержню). Номинальный же, который присваивается материалу, является средним арифметическим между внешним и внутренним.

Также при строительстве нередко используют сетку из композитной арматуры. Тонкие волокна и высокая гибкость значительно упрощают процесс выравнивая потолков и стен (если накладываемый слой штукатурки имеет толщину 1.5-2.5 сантиметра и более), а также прекрасно подходят для армирования бетонной стяжки.

Когда с этим разобрались, будет полезно рассказать о плюсах и минусах композитной арматуры, чтобы каждый потенциальный покупатель решил – подходит ему этот материал или же лучше поискать другой.

Преимущества

Стеклоарматура для промышленного и специального применения широко используется благодаря комплексу достоинств:

  • Повышенной прочности. Материал сохраняет свои характеристики при воздействии растягивающих усилий, составляющих более 1100 МПа.
  • Экономия денежных средств при использовании полимерной арматуры составляет от 30 до 50% по сравнению с металлической.
  • Уменьшенной массе. Облегчается выполнение работ, упрощается транспортировка.
  • Надежности. Материал не требует нанесения защитного покрытия, не корродирует, сохраняет стойкость в агрессивных средах (морской воде, соляной кислоте, щелочах).
  • Пониженной теплопроводности. При использовании в жилых зданиях не создаются «перемычки холода», что способствует благоприятному температурному режиму.
  • Экологичностью. Применяемые материалы соответствуют санитарным нормам и безвредны для здоровья человека.
  • Длительным ресурсом эксплуатации. Срок службы строительных конструкций возрастает в несколько раз.
  • Легкостью резки и удобством поставки. Для подготовки заготовок требуемой длины, поставляемых в бухтах, не требуется специального инструмента.
  • Возможности монтажа без использования сварочного оборудования. Вязка осуществляется проволокой или специальными фиксаторами.
  • Сохранению характеристик при низких температурах. Свойства не изменяются при снижении температуры до -70 °C.
  • Диэлектрическим свойствам. Исключается возможность разрушения из-за блуждающих токов и повышается безопасность.

Физические свойства композитной арматуры

Модуль упругости у полимерного композита существенно ниже, чем у стали (от 60 до 130 против 200 ГПа). Это значит, что там, где металл вступает в работу, предохраняя бетон от образования трещин, пластик еще продолжает сгибаться. Прочность на разрыв у стеклопластикового стержня в 2,5 раза выше, чем у стального.

Основные прочностные параметры композитной арматуры содержатся в таблице №4 ГОСТ 31938-2012

Здесь мы видим основные классы композитного матери

Здесь мы видим основные классы композитного материала: АСК (стеклопластиковая композитная), АБК (базальтовое волокно), АУК (углеродная), ААК (арамидокомпозитная) и АКК (комбинированная – стекло + базальт).

Наименее прочная, но самая дешевая — арматура из стекловолокна и базальтовый композит. Самый надежный и вместе с тем самый дорогой материал делают на основе углеродного волокна (АУК).

К прочностным свойствам материала мы еще вернемся, когда будем сравнивать его с металлом.

А пока рассмотрим другие характеристики данного материала:

  • К положительным качествам композита относится его химическая инертность. Он не боится коррозии и воздействия агрессивных веществ (щелочной среды бетона, морской воды, дорожных химреагентов и кислот).
  • Вес пластиковой арматуры в 3-4 раза меньше, чем стальной. Это дает экономию при транспортировке.
  • Низкая теплопроводность материала улучшает энергосберегающие характеристики конструкции (нет мостиков холода).
  • Композитная арматура не проводит электричества. В конструкциях, где она используется, не возникает коротких замыканий электропроводки и блуждающих токов.
  • Композитный пластик магнитноинертен и радиопрозрачен. Это позволяет использовать его в строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.
Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стро

Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стройке не согнешь

Недостатки композитной арматуры:

  • Невозможность гибки с малым радиусом в условиях стройки. Гнутый стержень нужно заранее заказывать у производителя.
  • Невозможность сваривать каркас (минус относительный, поскольку даже для стальной арматуры лучший способ соединения – вязка, а не сварка).
  • Низкая термостойкость. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается. Стекловолокно не боится высокой температуры, но связующий ее пластик теряет прочность при нагреве выше +200 С.
  • Старение. Общий минус всех полимеров. Неметаллическая арматура не исключение. Ее производители завышают срок эксплуатации до 80-100 лет.
Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволоко

Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволокой – единственный возможный метод сборки каркаса

Сравнение физико-механических характеристик различных видов АКП

Предел прочности при сжатии у стекловолоконной арматуры всех типов одинаковый – 300 МПа. Материалы из стеклокомпозитного и базальтокомпозитного волокна по пределу прочности при растяжении, поперечном срезе и модулю упругости уступают другим видам. При этом они оптимальные и самые распространенные в строительстве по характеристикам, стоимости, качества и диапазону применения.

Между собой стержни из стекло- и базальт-композита отличаются только термостойкостью. В первом случае материал не разрушается при температуре до 200℃, во втором – до 400℃. Купить более термостойкие, но в то же время и дорогие изделия имеет смысл только в том случае, если конструкции объекта подвержены сильному нагреву.

Тип профиля

Для улучшения сцепления с бетоном строительная полимерная арматура имеет один из двух видов профилей – периодический или гладкий. В первом случае на круглых заготовках выполняется рифление путем наматывания стеклопластикового жгута с получением поперечных выступов, нанесенных по винтовой 3-заходной линии. Стандарт ГОСТ 31938-2012 не предусматривает соблюдение требований к тому, каким именно должно быть рифление. Главные условия – оно должно иметь достаточные частоту и размеры для надежного сцепления с бетоном до и после воздействия агрессивной кислотной среды растворов на основе цемента. Для повышения сцепления с бетоном ненагруженных бетонных армируемых конструкций на поверхность арматуры с гладким профилем наносят специальное покрытие на основе мелкофракционного кварцевого песка.

Выбор и стоимость композитной арматуры

На рынке предоставлена арматура двух видов: гладкого и периодического сечения. При этом гладкая арматура имеет покрытие, содержащее в своём составе песок для лучшего сцепления с бетоном. Риск использования гладкого прутка в том, что в случае некачественного изготовления слой песчаного покрытия может отслаиваться и эффективность такого армирования конструкции будет сведена практически к нулю. Следует так же принять во внимание, что арматура с периодическим сечением воспринимает нагрузку и работает в составе конструкции лучше, чем гладкая, поэтому для использования в ответственных несущих элементах здания желательно остановить свой выбор именно на этом виде.

Стоимость одного погонного метра арматуры зависит от диаметра. В среднем композитная арматура диаметров 4 мм стоит 5-10 рублей за погонный метр (п.м.);

6 мм. — 10-15 рублей за п.м.;

8 мм. — 15-20 рублей за п.м;

10 мм. — 20-25 рублей за п.м.

Кроме того стоимость арматурных прутков из композитных материалов напрямую зависит от производителя и места расположения производства. К примеру, стоимость погонного метра арматуры одинакового сечения Обнинского завода и производителя из Нижнего Новгорода различается более чем на рубль, продукции я же зарубежных производителей будет ещё дороже. С первого взгляда небольшая разница в цене при подсчёте необходимых объёмов материала может оказаться не такой уж и незаметной, ведь для армирования площадки 10 х 10 м. одной арматурной сеткой с ячейкой 20 х 20 см. понадобится 1000 метров арматуры. При закупке же армирующего материала на достаточно крупный объект разница в сумме может стать весьма внушительной.

Использование композитной арматуры в строительстве позволяет эффективно экономить средства не только за счёт низкой стоимости по сравнению со стальными прутками. Ввиду своей низкой массы она существенно снижает вес конструкции, что в свою очередь позволяет уменьшить габаритные размеры фундаментов и прочих несущих элементов, экономя при этом затраты на бетон.

Теги

Adblock
detector