Как работать с арматурой из стекловолокна. Композитная арматура, пластиковая арматура, полимерная арматура. Преимущества и недостатки использования
Появившаяся не так давно композитная арматура уже успела отвоевать львиную долю строительного рынка. В нашей статье мы расскажем о том, из чего она состоит, чем отличается от традиционной металлической и где применяется, а также рассмотрим самые распространенные мифы.
Композитная арматура было изобретена более 30 лет назад, однако широкое распространение получила только в последние несколько лет. Благодаря своим техническо-эксплуатационным характеристикам такой материал вполне способен выступить конкурентом классическим стальным армирующим прутьям.
Арматура из композитов внешним видом напоминает стальную, однако сделана она из волокон, пропитанных специальными связующими составами-затвердителями. В процессе изготовления на стержнях формируются ребра либо напыляется песочное покрытие для улучшения сцепления с бетоном.
Для производства арматуры применяют несколько видов композитных волокон:
- Стекловолокно с добавлением термореактивных смол — стеклопластиковая арматура.
- Базальтовое волокно с добавлением смол — базальтопластиковая арматура.
- Углеродное волокно (карбон) — углепластиковая арматура.
- Кевларовая нить от фирмы DuPont — кевларовая арматура.
Последние два вида используются крайне редко и в основном за рубежом. Составы углеводородных пластиков и кевлара разрабатывались для применения в космической и военной промышленности, поэтому они характеризуются одновременно и высокой прочностью, и заоблачной ценой.
Гражданское строительство отдает предпочтение стеклопластиковой арматуре, оптимальной по стоимости и спектру применения.
Преимущества и недостатки композитной арматуры
Самым уязвимым местом ЖБИ являются армирующие вставки из металла, подверженные коррозии. Обработка грунтовками либо использование сплавов проблему полностью не решают — металл рано или поздно ржавеет, разрушая бетон. Стеклопластиковая арматура не подвержена влиянию агрессивных сред, что является лишь одним из многочисленных плюсов:
- Показатели прочности на разрыв превосходят характеристики металла почти в три раза.
- В равнопрочном отношении композитная арматура весит в 9-11 раз меньше.
- Материал не только недорого стоит, но и позволяет значительно сэкономить на погрузке и транспортировке.
- В отличие от металла не образует мостиков холода, уменьшая теплопотери.
- Долговечность и стойкость к температурным перепадам.
- Обладает коэффициентом теплового расширения как у бетона, что снижает риск появления дефектов и трещин.
- Полностью диэлектрична и радиопрозрачна.
- Может изготавливаться как в виде прутьев, так и намоткой в бухты.
Испытания показывают и оборотную сторону медали — минусы композитной арматуры:
- Низкий модуль упругости требует проведения дополнительных расчетов при применении такой арматуры в плитах перекрытия.
- Низкая огнеустойчивость связана с тем, что композиты под воздействием высоких температур попросту плавятся, превращаясь в жидкость.
- Невозможность использования сварки.
- Невозможность изогнуть готовую арматуру на объекте.
Нужно заметить, что все отрицательные нюансы успешно решаются производителями и инженерами-проектировщиками: при возведении конструкций с высокой нагрузкой проводятся специальные изыскания и расчеты, для увеличения теплостойкости применяется дополнительная обработка бетонных составов и самой арматуры, все изогнутые детали изготавливаются на заводах согласно проектам.
Сравнительная характеристика металлической и композитной арматуры
При соблюдении строительных норм композитная арматура может заменить металлическую во всех сферах применения:
- Коттеджное строительство : любые виды фундаментов и гибких связей для стен.
- Бетонные конструкции в промышленных зданиях и многоэтажных домах.
- Производство тяжелых и легких бетонов.
- Слоистая кирпичная кладка различных типов.
- Берегоукрепление и строительство береговых сооружений (не боится контакта с водой).
- Укладка дорожного полотна (увеличивает срок службы на треть).
- Создание сейсмоустойчивых поясов (рекомендована для использования в зонах высоких вибраций).
- Возведение монолитных зданий с применением несъемной опалубки.
- Электрификация (осветительные опоры и ЛЭП).
- Изготовление железнодорожных шпал.
Характеристики композитной арматуры нагляднее всего представить в сравнении с металлическими аналогами:
| Металлическая арматура класса А-III (А400С) | Стеклопластиковая арматура | Базальтопластикоая арматура | |
| Материал | Сталь 35ГС, 25Г2С и др. | Стекловолокно с диаметром 13-16 микрон, связанное полимером | Базальтовое волокно с диаметром 10-16 микрон, связанное полимером |
| Временное сопротивление при растяжении, МПа | 360 | 600-1200 (уменьшается с увеличением диаметра) | 700—1300 (уменьшается с увеличением диаметра) |
| Модуль упругости, МПа | 200 000 | 45 000 | 60 000 |
| Относительное удлинение, % | от 14 | 2,2 | 2,2 |
| Плотность, т/м 3 | 7,85 | 1,9 | 1,9 |
| Коррозийная стойкость | Ржавеет | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости | |
| Теплопроводность | да | нет | нет |
| Электропроводность | да | диэлектрик | диэлектрик |
| Профили (диаметр), мм | 6-80 | 4-20, в перспективе до 60 | 4-20, в перспективе до 60 |
| Длина, м | 6-12 (в связи с требованиям к транспортировке) | Любой размер | Любой размер |
Прикидывая целесообразность покупки композитной арматуры и сравнивая ее стоимость с металлической, многие обращают внимание только на цену погонного метра. Компания ROCKBAR (производитель стеклопластиковой арматуры) совместно с Университетом Шеффилда (Великобритания) провела сравнительные испытания на временное сопротивление и прочность материалов, результатом которых стала таблица равнопрочностной замены:
| Композитная арматура | Стальная арматура класса А-III (А400С) | ||||||
| Диаметр арматуры, мм | Вес 1 пог. м, кг | Кол-во метров в тонне | Стоимость пог. м, руб. | Диаметр арматуры, мм | Вес 1 пог. м, кг | Кол-во метров в тонне | Стоимость пог. м, руб. |
| 4 | 0,02 | 50000 | от 8,75 | 6 | 0,22 | 4504,5 | от 11,10 |
| 5 | 0,03 | 33333 | от 9,54 | 6 | 0,22 | 4504,5 | от 11,10 |
| 6 | 0,04 | 25000 | от 11,59 | 8 | 0,40 | 2531,7 | от 16,50 |
| 7 | 0,06 | 16667 | от 13,95 | 10 | 0,62 | 1620,8 | от 24,12 |
| 8 | 0,08 | 12500 | от 17,27 | 12 | 0,89 | 1126,1 | от 27,15 |
| 10 | 0,20 | 5000 | от 25,60 | 14 | 1,21 | 826,5 | от 39,12 |
| 12 | 0,23 | 4348 | от 35,38 | 16 | 1,58 | 632,9 | от 49,90 |
| 14 | 0,30 | 3333 | от 48,42 | 20 | 2,00 | 404,9 | от 77,05 |
| 16 | 0,35 | 2857 | от 61,88 | 22 | 2,47 | 335,6 | от 93,10 |
| 18 | 0,43 | 2326 | от 67,40 | 25 | 2,98 | 259,7 | от 121,00 |
| 20 | 0,60 | 1667 | от 84,10 | 28 | 4,83 | 207,0 | от 151,00 |
Примечание: цены взяты с официальных сайтов производителей, в розничных сетях могут немного отличаться в большую сторону.
Несложные подсчеты показывают, что экономия при покупке арматуры из композитных материалов может доходит до 2 раз по сравнению с металлической. Не стоит забывать и о других статьях расходов:
- экономия на доставке за счет легкости и компактности;
- экономия на погрузке и выгрузке — не нужно нанимать рабочих;
- экономия на расходных материалах — стеклопластик можно нарезать кусачками или болторезом;
- экономия на обрезках — арматура в бухтах нарезается по необходимым размерам без отходов.
Осторожно: недобросовестные производители
Внедрение инноваций на рынке строительных материалов всегда проходит «со скрипом». Композитная арматура не стала исключением. С одной стороны, появилось множество крупных и мелких производителей. С другой, все заводы работают по собственным техническим условиям и пытаются заманить покупателя хитрыми уловками. Рассмотрим наиболее распространенные мифы.
Миф: Наша продукция лучше, поскольку мы добавляем секретные компоненты (которые еще и придают нетипичный яркий цвет).
Факт: Пигментация не влияет на прочность, единственный ее плюс — эстетичность. Более того, неправильно подобранный пигмент может ухудшить эксплуатационные свойства. Все технические характеристики должны быть подтверждены документально в протоколах испытаний.
Миф: Чем чаще расположены обмоточные ребра, тем прочнее арматура.
Факт: Обмоточные ребра служат для увеличения сцепления с бетонным составом и никак не влияют на разрыв, прочность и сжатие арматуры. Единственное исключение — песчаное покрытие, равномерно распределяющее нагрузку по всей длине прута.
Миф: Стеклопластиковую арматуру можно сломать руками, о какой прочности может идти речь?
Факт: Арматура из композитных материалов работает на продольные, а не поперечные нагрузки.
К сожалению, ГОСТы на композитную арматуру пока отсутствуют. Поэтому выбирайте продукцию от проверенных производителей, требуйте у продавца сертификаты и протоколы испытаний, сравнивайте их с приведенными выше показателями и не ведитесь на заманчиво низкую стоимость.
Ольга Данюшкина, рмнт.ру
Разработанная еще в середине прошлого века в СССР, стеклопластиковая арматура (сокращенно АСП или СПА) начала масштабно использоваться сравнительно недавно. Популярность стеклотекстолитовые изделия приобрели благодаря снижению стоимости их производства. Малый вес, высокая прочность, широкие возможности применения и легкость монтажа сделали арматуру СПА хорошей альтернативой стальным пруткам. Материал прекрасно подходит для малоэтажного строительства, сооружения береговых укреплений, несущих конструкций искусственных водоемов, элементов мостов, ЛЭП.
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.
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.
Назначение и область применения
Стеклопластиковая арматура используется в различных отраслях промышленного и частного строительства, для обычного и предварительно напряженного армирования строительных конструкций и элементов, эксплуатация которых, проходит в средах с различной степенью агрессивного воздействия. Самые известные примеры использования.
- Армирование блочных, кирпичных стен и стен из газосиликатных блоков. Стеклопластиковая арматура показала весьма неплохие результаты при армировании данных конструкций. Основные плюсы: экономия средств и облегчение конструкций.
- В качестве связующего бетонных элементов, между которыми располагается утеплитель. СПА позволяет улучшить сцепление бетонных элементов.
- Для укрепления несущих элементов конструкций, которые подвержены воздействию факторов, вызывающих коррозию (искусственные водоемы, мосты, укрепительные сооружения береговых линий пресных и соленых естественных водоемов). В отличие от металлических прутьев, стекловолоконные не подвержены коррозии.
- Для армирования конструкций из клееной древесины. Использование арматуры из СПА позволяет в разы повысить прочность балок из клееного дерева и повысить жесткость конструкции.
- Возможно применение в строительстве ленточных заглубленных фундаментов для малоэтажных зданий, если они располагаются на твердых, неподвижных грунтах. Заглубление выполняется ниже уровня промерзания почвы.
- Для повышения жесткости полов в жилых домах и промышленных комплексах.
- Для повышения прочности и долговечности дорожек и дорожного покрытия.
Область применения стеклопластиковой арматуры.
Свойства арматуры из стеклопластика
Чтобы понять плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, необходимо знать ее свойства. Описание преимущества стеклопластиковой арматуры приведены ниже.
- По коррозионной стойкости прутья из стекловолокна почти в 10 раз превышают традиционные металлические. Изделия из стеклокомпозита практически не вступают в реакции с щелочами, соляными растворами и кислотами.
- Коэффициент теплопроводности 0,35 Вт/м С против 46 Вт/м С у стальных прутков, что исключает появление мостиков холода, и заметно снижает теплопотери.
- Соединение прутов из стеклокомпозита производится пластиковыми хомутами, вязальной проволокой и соответствующими фиксаторами без сварочного аппарата.
- Стеклопластиковая арматура – отличный диэлектрик. Это свойство используется еще с середины прошлого века при строительстве элементов ЛЭП, железнодорожных мостов и прочих конструкций, где электропроводящие свойства стали негативно влияют на работу приборов и целостность конструкции.
- Вес 1 метра стеклокомпозитной качественной арматуры в 4 раза меньше метрового стального прута равного диаметра при равной прочности на растяжение. Это позволяет в 7-9 раз уменьшить вес сооружения.
- Меньшая по сравнению с аналогами стоимость.
- Возможность бесшовной укладки.
- Величина коэффициента теплового расширения близка к коэффициенту теплового расширения бетона, что практические исключает возникновение трещин при перепадах температур.
- Широкий диапазон температур, при котором можно применять материал: от – 60 С до +90 С.
- Заявленный срок службы – 50-80 лет.
Арматура из стеклопластика в ряде случаев может успешно заменить стальную, но она имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать еще на стадии проектирования. Главные недостатки стеклопластиковой арматуры.
- Низкая термостойкость. Связующее возгорается при температуре 200 С, что не существенно в частном доме, но недопустимо в промышленных объектах, где к конструкциям предъявляют повышенные требования огнеупорности.
- Модуль упругости всего 56 000 МПА (для стальной арматурной проволоки порядка 200 000 МПа).
- Невозможность самостоятельно согнуть прут под нужным углом. Изогнутые прутья изготавливают на заводе по индивидуальному заказу.
- Прочность текстолитовых изделий со временем снижается.
- Арматура стеклопластиковая обладает низкой прочностью на излом, которая со временем только усугубляется.
- Невозможность создания твердого, жесткого каркаса.
Разновидности арматуры
Использование в строительстве стеклопластиковой арматуры требует ознакомления с видами данного материала. По назначению, материал делится на изделия:
- для монтажных работ;
- рабочую;
- распределительную;
- для армирования конструктивных элементов из бетона.
По способу применения АСП подразделяется на:
- нарезанные прутки;
- армирующие сетки;
- арматурные каркасы.
По форме профиля:
- гладкая;
- рифленая.
Форма профиля стеклопластиковой арматуры.
Сравнительные характеристики СПА и стальной арматуры
Для того чтобы выбрать стекловолоконную арматуру либо стальную, необходимо наглядно сравнить два вида. Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры приведены в таблице.
| Материал | СПА | Сталь |
|---|---|---|
| Прочность на разрыв, МПа | 480-1600 | 480 -690 |
| Относительное удлинение, % | 2,2 | 25 |
| Модуль упругости, МПа | 56 000 | 200 000 |
| Коррозионная стойкость | Неподвержен коррозии | В зависимость от сорта стали подвержен коррозии в большей или меньшей степени |
| Коэффициент теплопроводности Вт/м С | 0,35 | 46 |
| Коэффициент теплового расширения в продольном направлении, х10 -6/С | 6-10 | 11,7 |
| Коэффициент теплового расширения в поперечном направлении, х10-6/С | 21-23 | 11,7 |
| Электропроводность | Диэлектрик | Проводник |
| Прочность на излом | Низкая | Высокая |
| Оптимальный температурный диапазон | от -60 С до +90 С | Нижний предел от -196 С до -40 С; верхний предел от 350 С до 750 С |
| Срок службы, лет | до 50 | 80-100 |
| Способ соединения | хомуты, фиксаторы, вязальная проволока | вязальная проволока, сварка |
| Возможность изгиба прутьев в условиях стройки | нет | есть |
| Радиопрозрачность | да | нет |
| Экологичность | Малотоксичный материал, класс безопасности 4 | Нетоксичен |
Особенности монтажа СПА
Свойства и технические характеристики СПА, делают материал практически идеальным для строительства дома своими руками. Для того, чтобы дом был прочным и прослужил нескольким поколениям семьи, важно грамотно выполнить монтаж стеклопластиковой арматуры, учитывая ее недостатки.
Горизонтальное армирование фундамента
Укладка СПА для армирования фундамента выполняется после установки опалубки и подготовки площади. После этого укладывают продольный слой прутьев. Для этого берут прутки диаметром 8 мм. На него укладывают поперечный. Для этого берут 6-ти миллиметровую СПА. Эти слои образуют сетку. Узлы соединения фиксируются затяжными хомутами либо вязальной проволокой, диаметр которой 1 мм, в 2 пояса. Соединения выполняют с помощью , который можно купить либо изготовить самостоятельно используя толстую проволоку. Для больших объемов работ рекомендуется пользоваться аппаратом для вязки с электроприводом.
Края сетки из прутков должны быть в 5 см от опалубки. Добиться необходимого расположения можно посредством фиксаторов либо обычных кирпичей. Когда сетка готова и расположена правильно, заливают бетонную смесь. Здесь необходимо соблюдать осторожность. Арматура для фундамента АСП не обладает такой твердостью, как стальная. При неосторожной заливке, она может прогнуться или сместиться с заданного положения. Если прутки сместятся, исправить ситуацию после заливки будет крайне сложно.
Для получения прочного фундамента без пустот, залитую бетонную смесь утрамбовывают строительным вибратором.
Как избежать проблем?
Основные проблемы, которые связаны с использованием прутков из волокон стекла, заключатся в некачественном/бракованном материале и неграмотном инженерном расчете конструкции. Проблемы могут возникнуть в строительстве дома, если не учтены характеристики используемой стеклопластиковой арматуры.
Избежать проблем во время и после строительства помогут точные расчеты, аккуратность выполнения работ, строгое соблюдение рекомендаций производителя по выбору и монтажу материала.
Проверить качество товара до приобретения возможно лишь визуально. Для этого следует обращать внимание на следующие моменты.
- Производитель. Если товар приобретается не на заводе, необходимо запросить документацию на товар, подтверждающий его качество и заводской (не кустарный) вид производства.
- Цвет. Однородный по всему прутку цвет говорит о качестве. Неравномерно окрашенное изделие означает, что была нарушена технология производства.
- Коричневый цвет указывает на выгорание вещества.
- Зеленый – о недостаточной термообработке.
- Поверхность стержня должна быть без сколов, выемок, раковин и прочих дефектов, спиральная навивка – ровной, непрерывной, с постоянным шагом.
- Несмотря на желание сэкономить, нужно помнить, что качественную стеклопластиковую арматуру не продают дешево. Слишком низкая стоимость говорит о малой прочности и недолговечности.
Применение стеклопластиковой арматуры в ряде случаев целесообразно вместо металлической арматуры. Иногда допустимо комбинировать металлические и стеклопластиковые прутки при сооружении одной конструкции. Чтобы впоследствии не сожалеть об использовании АКС, следует тщательно проводить расчеты будущих построек на стадии проектирования. Подбирают композитную арматуру аналогично стальной, учитывая ключевые параметры: прочность на изгиб, показатель прочности на разрыв и пр.
Возможность использования стекловолоконных прутков оценивается исходя из подвижности и типа грунта, требований пожарной безопасности, продольных и поперечных нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию. Например, на болотистых и подвижных почвах для армирования применяют металлическую арматуру. Стеклопластиковую арматуру просто сломают подвижки грунта ввиду ее малой прочности на излом.
Которая появилась на строительном рынке относительно недавно, имеет как достоинства, так и недостатки, о которых обязательно должен быть осведомлен потребитель. Несмотря на заверения производителей в том, что данная продукция является полноценной заменой металлической арматуры, не во всех ситуациях ее применение можно считать обоснованным.
Что собой представляет арматура из стеклопластика
Так называемая композитная арматура – это стержень из стеклопластика, вокруг которого намотана углепластиковая нить, служащая не только для усиления конструкции такого изделия, но и для обеспечения его надежного сцепления с бетонным раствором. У арматуры данного типа есть как плюсы, так и минусы, и к ее использованию следует подходить очень взвешенно.
Элементами для фиксации углепластиковых арматурных прутков между собой служат пластиковые хомуты. Удобно, что для соединения элементов такой арматуры не требуется использование сварки, что, несомненно, является большим плюсом.
Оценивая целесообразность использования стеклопластиковой арматуры, необходимо рассмотреть все плюсы и минусы ее применения в отдельных ситуациях. Такой подход позволит обеспечить высокую эффективность этого материала как средства укрепления строительных конструкций различного назначения.
Если не учитывать характеристики стеклопластиковой арматуры и не сопоставлять их с параметрами аналогичных изделий, изготовленных из металла, можно нанести серьезный вред будущей строительной конструкции или элементам отделки. Именно поэтому прежде чем приступать к выбору элементов для армирования конструкций из бетона, следует разобраться, в каких случаях применение тех или иных изделий является более целесообразным.
Основные преимущества
Среди преимуществ, которыми отличается углепластиковая арматура, стоит выделить следующие.
- Важным преимуществом стеклопластиковой арматуры является ее небольшой удельный вес, что дает возможность использовать ее для армирования легких конструкций из ячеистого бетона и некоторых других строительных материалов. Это позволяет значительно снизить вес конструкций, которые армируются с ее помощью. Между тем вес обычной бетонной конструкции при использовании стеклопластиковой арматуры снизится незначительно, так как сам строительный материал обладает внушительной массой.
- Низкая теплопроводность также относится к преимуществам стеклопластиковой арматуры. При использовании такой арматуры в бетонных конструкциях не образуется мостиков холода (чего нельзя сказать об армирующих элементах из металла), что значительно улучшает их теплоизоляционные параметры.
- Высокая гибкость стеклопластиковой арматуры позволяет отгружать ее заказчику в бухтах, а не нарезанной отдельными прутками. Благодаря компактной форме упаковки транспортировать такую арматуру значительно проще, для чего можно использовать багажник любого легкового автомобиля, а это серьезно сокращает расходы на доставку материала к месту выполнения строительных работ. Использование армирующих элементов, которые отгружаются не нарезанными прутками, а в бухтах, позволяет также снизить расходы материала за счет уменьшения количества нахлестов. Это положительным образом сказывается как на прочностных характеристиках будущей бетонной конструкции, так и на ее стоимости, что особенно важно при выполнении строительных работ.
- Достаточно спорным считается такое преимущество стеклопластиковой арматуры, как ее долговечность внутри бетонной конструкции. Арматура из металла, находясь в изолированном состоянии, также не подвергается негативному влиянию внешних факторов, что обеспечивает долговечность ее использования.
- Углепластиковая арматура – это диэлектрический материал, что является преимуществом изделий из данного материала. Проводящая электрический ток металлическая арматура больше подвержена коррозии, что негативным образом сказывается на ее долговечности.
- По сравнению с армирующими элементами из металла, стеклопластиковые изделия не подвержены воздействию химически активных сред. Такое преимущество стеклопластиковой арматуры особенно актуально в случаях возведения строений в зимнее время, когда в бетон добавляются различные солевые растворы, ускоряющие процесс застывания.
- Являясь диэлектриком, углепластиковая арматура не создает радиопомех внутри здания, в отличие от металлических прутков. Такое преимущество важно тогда, когда в бетонной конструкции имеется много армирующих элементов. В противном случае использование композитной арматуры не станет минусом, но будет не столь актуально.
Имеются у стеклопластиковой арматуры и недостатки, о которых также следует знать ее потенциальным потребителям.
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.
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.
Сферы применения стеклопластиковой арматуры
Арматура, изготовленная из композитных материалов, правила укладки которой несложно изучить по соответствующим видео, используется и в капитальном, и в частном строительстве. Поскольку капитальное строительство осуществляется силами квалифицированных специалистов, которые хорошо знакомы с нюансами и недостатками применения тех или иных строительных материалов, остановимся на особенностях использования такого материала при возведении частных малоэтажных строений.
- Арматура, изготовленная из композитных материалов, успешно используется для укрепления фундаментных конструкций следующих типов: ленточных, высота которых больше, чем глубина промерзания почвы, и плитных. Применение арматуры из углепластика для укрепления фундаментов целесообразно лишь в тех случаях, когда строение возводится на хорошем грунте, где бетонные основания не будут подвергаться нагрузкам на излом, которые стеклопластиковые элементы могут просто не выдержать.
- При помощи стеклопластиковой арматуры укрепляют стены, кладка которых выполняется из кирпича, газосиликатных и других блоков. Следует отметить, что в качестве связующего элемента стен композитная арматура очень популярна среди частных застройщиков, которые используют ее не только для укрепления кладки несущих конструкций, но и для обеспечения их связки с облицовочными перегородками.
- Этот материал активно используется и для связки элементов многослойных панелей. Структура последних включает в себя слой утеплителя и бетонные элементы, которые и связываются между собой при помощи стеклопластиковой арматуры.
- Благодаря тому, что арматура рассматриваемого типа лишена такого недостатка, как подверженность коррозии, ее часто используют для укрепления различных гидротехнических сооружений (к примеру, плотин и бассейнов).
- В тех случаях, когда необходимо эффективно увеличить жесткость клееных деревянных балок, их также укрепляют при помощи стеклопластиковой арматуры.
- Используется этот материал и в дорожном строительстве: с его помощью укрепляют слой асфальтового полотна, который подвергается повышенным нагрузкам в процессе своей эксплуатации.
Резюмируя все вышесказанное, следует отметить, что применять стеклопластиковую арматуру можно достаточно эффективно, если учитывать ее недостатки и связанные с ними ограничения, которые оговариваются производителем.
Способна ли арматура из стеклопластика заменить аналоги из металла
Несмотря на то, что арматура, изготовленная из композитных материалов, является достаточно новым материалом на строительном рынке, уже можно найти множество рекомендаций (и даже видео) по ее применению. Учитывая данные рекомендации, можно сделать вывод о том, что применять стеклопластиковую арматуру лучше всего для укрепления стен, возводимых из кирпича и строительных блоков, а также для связи несущих стен с межкомнатными перегородками.
Стеклопластиковая арматура широко используется в строительстве на западе, тогда как в отечественной промышленности ее применение слабо распространено. Однако в последнее время популярность данного материала растет, причиной тому является множество эксплуатационных преимущества, в сравнении с традиционным металлопрокатом.
В данной статье представлена стеклопластиковая арматура (АСП). Мы рассмотрим технические характеристики, преимущества и недостатки, типоразмеры и применение композитной арматуры.
1 Сортамент и ГОСТы
Неметаллическая композитная арматура разрабатывалась еще в СССР в 60-х годах, однако серийное производство материала так и не было налажено ввиду тогдашней дороговизны стеклопластика. Тем не менее, при строительстве нескольких крупных объектов композитная арматура использовалась, среди которых — линии электропередач в Батуми, Москве и мосты в Хабаровске.
На сегодняшний день не существует стандарта ГОСТ с техническими требованиями к данному материалу (проект находится в разработке). Основным нормативным актом является СНиП №52-01-2003 «Композитная арматура» , согласно которому стекловолоконные изделия можно использовать в строительстве в качестве замены металлопрокату. Каждый из производителей имеет ТУ на свою продукцию, вместе с которой поставляются протоколы испытаний и сертификаты допуска.
Композитная арматура производится в диапазоне диаметров 4-20 мм. Профиль стержней может быть рифленым либо гладким. В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды неметаллических изделий:
- АСП — стеклопластиковая арматура, производится из стекловолокна, связанного слоем синтетической смолы;
- АБП — базальтопластиковые изделия, в который стекловолоконная сердцевина заменена расплавом из базальтовых волокон;
- АСПЭТ — изделия из стекловолокна и полимерного термопласта;
- АУП — углепластиковая арматура.
Наиболее распространены в строительстве АСП и АБП, углепластиковая арматура используется реже из-за меньшей механической прочности материала.
1.1 Сферы применения
Применение с.п. арматуры в строительстве практикуется при возведении жилых, общественных и промышленных сооружений, а также малоэтажных зданий, где АСП используется для:
- армирования железобетонных конструкций (стен и плит перекрытия);
- ремонта поверхностей объектов из кирпича и железобетона;
- послойной кладки стен по технологии гибких связей;
- всех типов (плитных, ленточных, столбчатых);
- укрепления стен и газобетонных блоков и монтаж монолитных армопоясов.
Распространено применение с.п. арматуры и в сфере дорожного и железнодорожного строительства, в которых АСП применяется:
- при обустройстве насыпей и дорожных покрытий;
- при укреплении откосов дорог;
- при строительстве мостов;
- при укреплении береговых линий.
Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций отличается полной устойчивостью к коррозии и химически агрессивным веществам, что значительно расширяет сферу ее применения.
1.2 Преимущества АСП
Композитная арматура имеет следующие эксплуатационные преимущества:
Недостатки с.п. арматуры - низкий модуль упругости (в 4 раза меньше, чем у стальной), что ограничивает возможность ее применения при вертикальном армировании, склонность к потере прочности при нагреве выше 600 градусов. Учитывайте, что композитная арматура не подлежит гибке в условиях строительной площадки
— при необходимости использования гнутых элементов необходимо заказывать их отдельно у производителя.
2 Сравнение АСП и металлических аналогов
Предлагаем вашему внимание сравнение технических характеристик композитной и стальной арматуры.
| Тип арматуры | Металлическая | Стеклопластиковая (АСП) |
| Материал изготовления | Сталь марки 25Г2С либо 35 ГС | Стекловолокно, соединенное синтетической смолой |
| Вес | 7.9 кг/м 3 | 1.9 кг/м 3 |
| 360 | 1200 | |
| Модуль упругости (МПа) | 200 000 | 55 000 |
| Относительное удлинение (%) | 24 | 2.3 |
| Зависимость «напряжение-деформация» | Кривая линия с площадкой текучести | Прямая линия с упруголинейной зависимостью вплоть до разрушения |
| Линейное расширение (мм/м) | 14-15 | 9-11 |
| Устойчивость к коррозийным средам | Низкая, подвержена ржавчине | Высокая, не ржавеет |
| Теплопроводность материалов (Вт/мК) | 47 | 0.46 |
| Электропроводность | Присутствует | Диэлектрик |
| Диаметры | 6-80 мм | 4-20 мм |
| Мерная длина | 6-12 м | Произвольная длина по требованию заказчика |
Рассмотрим сравнение взаимозаменяемых диаметров композитных и металлических изделий на примере стержней :
- А3 6 мм — АСП 4 мм;
- А3 8 мм — АСП 6 мм;
- А3 10 мм — АСП 8 мм;
- А3 12 мм — АСП 8 мм;
- А3 14 мм — АСП 10 мм;
- А3 16 мм — АСП 12 мм.
2.1 Обзор стеклопластиковой арматуры (видео)
3 Технология производства композитных изделий
Стеклопластиковая арматура производится из ровинга (волокон исходного сырья), связующего материала — полимерной смолы, отвердителя и ускорителя твердения. Конкретное соотношение материалов зависит от температурного режима и влажности внутри производственного помещения.
Читайте также: чем отличается арматура , и каковы ее параметры?
Производственная линия включает следующее оборудование:
- Нагревательный бункер — в нем волокна прогреваются для повышения адгезии со смолой.
- Ванна пропитки — ровинг пропитывается смесью из смолы и отвердителей.
- Обмотчик — продавливает сырье через фильеры, при прохождении которых формируются стержни заданного диаметра.
- Оборудование для нанесение песка, где гранулы песка равномерно распределяются по поверхности прутка, а излишки удаляются воздушным потоком.
- Печь полимеризации, где происходит набор прутками проектной прочности.
- Оборудование для охлаждения изделий, представляет собой линию длиной 3-5 метров, расположенную на выходе из печи полимеризации.
- Протяжное оборудование, отрезной механизм и установка для смотки бухт — готовая стеклопластиковая арматура нарезается на участки требуемой длины либо сматывается в товарные бухты длиной 50-100 м.
На рынке представлено множество типовых решений , включающих все необходимое оборудование. Стоимость новой линии варьируется в пределах 3-5 млн рублей .
Оборудование средней продуктивности способно производить до 15 000 м арматуры в течении рабочего дня.