Проектирование и строительство домов

Когда стеклопластиковая арматура была только разработана (57 лет назад), ее стоимость была намного выше по сравнению со стальными прутьями, поэтому композитный материал не нашел широкого применения. Сегодня ситуация изменилась, стоимость армирующего материала снизилась, а его преимущества по достоинству оценили строительные компании, занимающиеся возведением объектов в регионах с холодным климатом.

Сейчас стеклопластиковая арматура выпускается как в виде нарезных стержней, так и в бухтах. Сечение прутьев составляет от 4 до 32 мм. Рассмотрим подробнее области, в которых чаще всего применяется армирование этого типа.

Особенности и сфера применения

Арматура из пластика представляет собой физическое тело, которое состоит из следующих элементов:

• Основного ствола, изготовленного из параллельных волокон, соединяющихся между собой при помощи полимерной смолы. Этот элемент обеспечивает прочностные характеристики арматуры.
• Внешнего слоя из волокнистого материала, который накручивается по спирали вокруг основного ствола пластиковой арматуры. Такая намотка может представлять собой песчаное напыление или двунаправленную навивку.

Если говорить, про применение стеклопластиковой арматуры в строительстве, то сегодня композитные материалы широко используются при:

• армировании различных ЖБ конструкций;
• ремонте железобетонных и кирпичных поверхностей;
• монтаже построек из легких бетонов;
• послойной кладке стен (технология гибких связей);
• армировании плиточных, столбчатых и ленточных фундаментальных основ;
• укреплении бетонных стяжек;
• водоотведении;
• создании дорожных полотен и ограждений;
• оформлении сейсмически устойчивых армирующих поясов.

Помимо этого, стеклопластиковая арматура применяется во множестве других отраслей, а ее характеристики отвечают всем строительным требованиям и нормам, поэтому изделия этого типа подходят как для частного строительства, так и для потокового производства.

Технология изготовления

Композитная арматура может быть изготовлена по одной из трех технологий:

1. Наматывание. В этом случае намотка выполняется на специализированном оборудовании. Намоточное устройство движется вдоль вращающейся оправки. После нескольких подходов создается целостная поверхность цилиндрической формы, которая отправляется в печь для термообработки.
2. Протягивание. Сначала стекловолокно разматывают с бобин и пропитывают его в смоле. После этого материал проходит фильеры и из него удаляется избыток сломы. В это же время пруткам пластиковой арматуры придается цилиндрическая форма. После этого намотчик вручную накладывает на заготовку спиралевидный жгут, который используется для повышения адгезии материала и бетонного раствора. На следующем этапе стеклопластиковая арматура отправляется в печь, где смола затвердевает. Как только стержни полностью полимеризируются, они проходят через протяжный механизм.
3. Ручное производство. Это самый дорогостоящий процесс изготовления пластиковой арматуры, поэтому он используется только для мелкосерийного выпуска. В этом случае, сначала готовится специальная матрица, на которую наносится гелькоут (защитный декоративный слой). После этого стекловолокно раскраивается, пропитывается в смоле и отвердители и укладывается в форму. Далее изделие проходит термическую обработку и разрезается.

Самым дешевым считается первый метод изготовления пластиковой арматуры, поэтому изделия прошедшие наматывание используются чаще всего.

При изготовлении стержней этого типа применяют различные разновидности волокон.

Разновидности композитной арматуры

Арматура из стеклопластика бывает самых разных типов, наиболее известные из них, это:

• АСП – это стеклопластиковая арматура, которая изготавливается классическим методом наматывания стекловолокна. Диаметр волокон изделия составляет от 13 до 16 мк.
• АБП – базальтопластиковая арматура. В этом случае основной ствол изделия изготавливается из базальтовых волокон, диаметром от 10 до 16 мк.
• АУП – углепластиковая арматура, в которой используется как стекловолокно, так и термопласт. Диаметр используемых волокон составляет до 20 мк.

Чаще всего в строительстве используется АСП и АБП. Углепластиковая арматура обладает пониженной механической прочностью, поэтому она применяется очень редко. Помимо этого в продаже можно встретить изделия АСПЭТ (смесь стекловолокна и термопластов), АКК (комбинированная арматура) и многие другие разновидности.

Кроме этого, арматура из стеклопластика продается:

• штучными прутами;
• сеткой;
• каркасами;
• готовыми конструкциями.

Помимо этого, изделия классифицируются исходя из типа конструкций, для которых они используются:

• арматура для ЖКБ;
• монтажная;
• рабочая;
• распределительная.

Также стоит обратить внимание на свойства и характеристики композитной арматуры.

Технические свойства, преимущества и недостатки пластиковой арматуры

При выборе пластиковой арматуры для укрепления фундамента стоит учесть следующие характеристики изделий, которые в большинстве случаев намного лучше, чем у металлических аналогов:

• Предельная температура эксплуатации – от 60 градусов.
• Прочность на растяжение – не менее 800 МПа (для АСП арматуры) и не меньше 1400 МПа (для изделий типа АУК). У металла этот показатель едва доходит до 370 МПа.
• Относительное удлинение – 2,2%.
• Так как этот материал относится к первой группе по показателям химической устойчивости, арматура-стеклопластик может использоваться в агрессивной или щелочной среде.
• Плотность – 1,9 кг/м 3 , поэтому АСП весит в 4 раза меньше стального каркаса.
• Простота транспортировки.
• Низкая теплопроводность.
• Долгий эксплуатационный срок (более 80 лет).
• Устойчивость к коррозии.

Кроме этого, при использовании стеклопластиковой арматуры, не придется бояться, что она будет глушить сигнал сотовой связи или радиотелефона, так как этот материал является диэлектриком.

Также стеклопластик отличается устойчивостью к низким температурам, но вот при экстремально высоких показателях материал начинает плавиться. Однако, в этом случае придется нагреть поверхность минимум до 200 градусов.

Интересно! У строителей никогда не возникает вопроса, чем резать стеклопластиковую арматуру, так как она хорошо поддается обработке обычной болгаркой.

Самый явный недостаток композитной арматуры заключается в ее неустойчивости. Если вы захотите подготовить отдельно от опалубки, его может «перекосить», поэтому лучше устанавливать армопояс непосредственно в опалубку.

Если говорить о стоимости, то базальтопластиковая арматура обойдется порядка 6 рублей за погонный метр, а стеклопластиковая – от 9 рублей. Если сравнить ее со стальными прутками, стоимостью от 21 рубля за метр, то становится очевидно, что сегодня стеклопластиковые стержни не только не «бьют по карману», но и стоят почти в два раза дешевле металлических.

Однако, не стоит радоваться раньше времени, ведь на рынке много недобросовестных производителей, которые предлагают покупателям некачественную продукцию.

На что обратить внимание при покупке стеклопластиковой арматуры

Чтобы отличить некачественный товар, обратите внимание на следующие нюансы:

• Композитная арматура должна быть изготовлена в соответствии с технологическим процессом. Если изделие отличается неравномерным цветом с резкими переходами, то такие стрежни не подходят для строительства.
• Если стержни коричневого цвета, то это говорит о том, что на заключительном этапе изготовления, прутья не прошли необходимую термическую обработку, либо температурный режим соблюдался неправильно. Такая продукция должна браковаться на производстве.
• Если вы заметили, что прутья зеленоватого оттенка, то такие изделия тоже не стоит покупать, они будут отличаться очень низким модулем упругости на излом. Это происходит из-за слишком низкой температуры обработки стекловолокна.

Цвет является основным показателем качества арматуры, поэтому обратите внимание, чтобы оттенок стержней не отличался.

Также необходимо подобрать правильные фиксаторы для армопояса из стеклопластика. Лучше всего для этой цели подходят пластиковые держатели:

• Горизонтальные (для бетонных плит и перекрытий) позволяют создавать слой высотой 25-50 мм.
• Вертикальные (для стеновых поверхностей) – толщина слоя 15-45 см.

В строительстве, как и в других отраслях, все чаще прибегают к использованию в производстве товаров и услуг новейших технологий и инновационных подходов. Стеклопластиковая арматура - пример такого альтернативного решения. Она достаточно быстро заменила традиционные металлические детали, обогнав их по экономическим и техническим параметрам. Из данной статьи вы узнаете, что такое арматура стеклопластиковая. Характеристики данного материала будут представлены в сравнении с другими.

Стеклопластикая арматура - что это?

Армирующее средство, или неметаллическая стеклопластиковая арматура, представляет собой некий стержень с ребристой поверхностью из стеклянных волокон. Его профиль спиралеообразен, а диаметр варьируется от 4 до 18 мм. Длина арматуры может доходить до 12 метров. Иногда она встречается в виде скрученных бухт, диаметр такого строительного материала составляет 10 мм.

За рубежом стеклопластиковая арматура, применение которой столь же широко, как и у нас, называется полимерным оборудованием. Оно упрочнено непрерывным волокном. В России чаще можно встретить аббревиатуру АКС.

Из чего состоит стеклопластикая арматура?

Физическое тело АКС состоит из нескольких частей:

1. Основной ствол. Он сделан из параллельных волокон, которые соединены полимерной смолой. Основной ствол обеспечивает прочность арматуры.

2. Внешний слой - представляет собой волокнистое тело. Его накручивают по спирали вокруг ствола АКС. Встречается в виде песчаного напыления или двунаправленной навивки.

Существуют различные вариации стеклопластика, все зависит от фантазии производителя и целесообразности ноу-хау. В продаже можно встретить арматуру, основной ствол которой выполнен в виде косички из углеволокна.

Основные свойства

Чтобы определить свойства стеклопластика, было проведено немало исследований и испытаний. Полученные результаты охарактеризовали АКС как высокопрочное и долговечное оборудование для строительства, которое обладает рядом преимуществ перед другими материалами:

• небольшой вес (стеклопластик легче металлической арматуры в 9 раз);
• устойчивость к коррозии в кислой и агрессивной хлористой средах (в 10 раз превосходит свойства стальной арматуры);
• низкая теплопроводность;
• экономичность (ее выгоднее перевозить, а замена проводится реже);
• магнитоинертость;
• радиопрозрачность;
• арматура является диэлектриком.

Стеклопластиковая арматура: недостатки

Помимо бесспорных достоинств АКС, благодаря которым она завоевала большую популярность у строительных компаний и простых обывателей, у нее есть свои недостатки. Конечно, критическими их назвать очень сложно. Однако стоит иметь в виду и отрицательные характеристики материала, которые могут повлиять на процесс строительства.

Итак, недостатки:

• низкий ;
• недостаточный показатель термостойкости;
• прочие.

Благодаря низкой упругости, АКС легко сгибать. Для изготовления фундамента и дорожек это не является серьезным минусом. А вот в случае с производством перекрытий нужно делать дополнительные расчеты, учитывая данную особенность арматуры.

Недостаточная термостойкость - более серьезный недостаток АКС. То, что стекловолокно само по себе жаропрочно, еще ничего не значит. Пластиковое связующее звено не выдерживает высокой температуры, однако арматура относится к группе самозатухающих материалов. Данное свойство имеет силу до температуры 2000 градусов по Цельсию, после чего АКС теряет свою прочность. Поэтому использование стеклопластика вместе с бетоном запрещено. Такую арматуру можно применять лишь в тех областях строительства, где полностью исключены температурные перепады. Однако данные требования почти всегда выполняются в обычных жилищных и некоторых промышленных постройках.

Стеклопластиковая арматура, недостатки которой были перечислены выше, имеет еще ряд отрицательных сторон. Со временем прочность ее разрушается, а под воздействием щелочных составов скорость реакции увеличивается в несколько раз. Но современные технологии позволяют справляться с данным недостатком. В состав АКС добавляют редкоземельные металлы, которые делают стеклопластик менее чувствительным.

Некоторые специалисты отмечают тот факт, что такая арматура не терпит сварки. Поэтому многие предпочитают "вязать" плети из стекловолокна.

Производство стеклопластика

Мы очень часто используем стеклопластиковую арматуру в домашних условиях, к примеру, в заливке фундамента и др. Производство АКС не обязательно должно быть поточным. Многие автомастерские, занимающиеся тюнингом машин, выпускают данный материал в различной конфигурации. - обычное дело для сервисов: они могут сделать из нее новый бампер и другие детали. Но в данном случае речь идет о мелкосерийном производстве. Ставят АКС на поток только крупные промышленные предприятия.

Существует несколько основных методов изготовления:

• протягивание;
• наматывание;
• ручной способ.

Первый метод используют для изготовления различных профилей. На непрерывной линии потока разматываются стеклянные волокна. Чаще всего с бобин разворачиваются параллельные пучки материала, которые не скручиваются между собой. Специалисты называют данный элемент производства ровингом. До того, как бобины придут в действие, стекловолокно смазывается смолой, содержащей вещества для ее полимеризации при высоких температурах. Постепенно материал будет отвердевать, а достигается этот эффект за счет произошедшей химической реакции. Потом стекловолокно проходит через фильтры, которые освобождают материал от излишней смолы, и АКС приобретает привычную цилиндрическую форму. Пока арматура не затвердела, на нее по спирали наматывается специальный жгут. Именно он обеспечивает прочность при контакте с бетоном. Благодаря этому свойству все чаще используется арматура стеклопластиковая для фундамента. Отзывы, которые оставляют строители, зачастую положительные.

После всех манипуляций АКС проходит через печь, где при высокой температуре она твердеет. Далее готовую арматуру нарезают на части нужной длины (их называют плетьми). Иногда АКС наматывают на бобины, но это возможно только в том случае, если у нее небольшой диаметр. Толстые плети просто невозможно скрутить. Такая стеклопластиковая арматура, применение которой очень распространено, выпускается в больших количествах, если речь идет о масштабном производстве.

Методом наматывания производят чаще всего Изготавливаются они по такому же принципу, что и плети. На специальный станок наматывается стекловолокно, пропитанное смолой. Намоточное устройство, благодаря своему вращению, позволяет получить цилиндрическую поверхность. Далее стекловолокно проходит через высокотемпературную печь и разрезается на трубы определенных размеров.

Ручной способ чаще всего используется в мелкосерийном производстве. Стеклопластиковая арматура, недостатки которой не так сильно влияют на конечный результат, позволяет получить прочный автомобильный корпус, бампер и т. д. Мастера создают специальную матрицу с предварительно нанесенным декоративно-защитным слоем. Обычно для этого используют распылитель, что позволяет достичь равномерного эффекта. После этого на матрицу укладывают стекломатериал, который раскраивают заранее по нужным размерам. Стеклоткань или стекломат пропитывают смесью полимерной смолы. Лучше всего пользоваться кистью. С помощью валика из материала выдавливается оставшийся воздух, чтобы внутри стекловолокна не было пустот. Когда ткань затвердела, ее обрезают, придают нужную форму, сверлят в ней отверстия и т. п. После этого матрицу можно использовать повторно.

Характеристики

Стеклопластиковая арматура характеризуется следующими параметрами:

• шаг навивки;
• внутренний и наружный диаметр.

Каждому номеру профиля соответствует свое значение показателей. Единственный параметр, который остается неизменным - шаг навивки. Он равен 15 мм.

Согласно ТУ, арматура стеклопластиковая, характеристики которой различаются в зависимости от профиля, выпускается под следующими номерами: 4, 5, 5.5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и 18. Данным значениям соответствует показатель наружного диаметра. Вес профилей варьируется от 0,02 до 0,42 кг/1 п. м.

Виды

Строительная арматура имеет множество разновидностей. Есть классификации, которые подразделяют ее на:

• штучную;
• сетку;
• каркасы;
• конструкции.

Также арматура делится на группы:

• рабочая;
• распределительная;
• монтажная;
• арматура, которая используется в железобетонных сооружениях.

Кроме того, стержни делятся на продольные и поперечные, гладкие и круглые, стеклопластиковые и композитные и др.

Сфера применения композитной арматуры

Сфера применения рассматриваемого нами материала достаточно широка. Очень часто используется арматура композитная (стеклопластиковая) для фундамента, а именно для армирования упругих оснований. В данном случае речь идет о производстве дорожных перекрытий и плит. Армирование стеклопластиковой арматурой используется для производства обычных бетонных конструкций, дренажных труб, дюбелей и т. д. С её помощью улучшают характеристики стен, делают гибкие связи между кирпичной кладкой. АКС используют для армирования автомобильных полотен, насыпей для слабого основания, монолитного бетона и т. д.

Траспортировка

Стеклопластиковая арматура выпускается в виде бухт, которые можно сворачивать. Это стало возможным после того, как производители убрали самозатягивающиеся стяжки. Бухты АКС можно спокойно развернуть, после чего стеклопластик выпрямляется и становится пригодным для работы.

Материал упаковывают и перевозят в горизонтальном положении. Главное во время транспортировки - следовать основным правилам по перевозке грузов.

Сравнение стеклопластиковой арматуры со сталью

Главным конкурентом АКС является стальная арматура. Их характеристики во многом схожи, но по некоторым показателям стеклопластик явно превосходит привычный вид металлического оборудования.

Сравним стекловолокно со сталью по неким параметрам:

1. Деформативность. - упруго-пластическая, АКС - идеально-упругая.

2. Предел прочности: у стали - 390 МПа, у стеклопластика - 1300 МПа.

3. Коэффициент теплопроводности. В первом случае он равен 46 Вт/мОС, во втором - 0,35.

4. Плотность. Стальная арматура имеет значение в 7850 кг/м 3 , АКС - 1900 кг/м 3 .

5. Теплопроводность. Стеклопластик нетеплопроводен, в отличие от стали.

6. Коррозийная стойкость. АКС - нержавеющий металл, сталь относительно быстро коррозирует.

7. Способность проводить электричество. Диэлектрик - это стеклопластиковая арматура. Недостатки стальных стержней в том, что они являются стопроцентными проводниками тока.

Композитная арматура - материал не новый, но сегодня активно расширяющий границы применения, благодаря экономичным технологиям производства полимерных материалов. Эта современная альтернатива стальным арматурным стержням и проволоке отличается от металлических аналогов сырьевой базой, техническими свойствами и внешним видом. Выпускается в соответствии с ГОСТом 31938-2012 и техническими условиями производителей.

Основные составляющие полимерной композитной арматуры

В состав этой продукции входят два или более материалов - основной (матрица) и наполнители, в том числе армирующие. Матрица и наполнитель подбираются таким образом, чтобы они составили общую структуру, обеспечивающую оптимальные эксплуатационные характеристики для конкретного целевого назначения.

Матрица

Представляет собой отвержденную термореактивную смолу, обеспечивающую передачу и распределение напряжений в упрочняющем наполнителе. От этой структурной составляющей зависят устойчивость продукции к влаге, огню, химическим средам. Термореактивная смола - полиэфирная, эпоксидная, винилэфирная, фенольная - после отверждения представляет собой твердый материал с трехмерной структурой в виде сетки.

Армирующие наполнители Представляют собой волокна - непрерывные или штапельные, что зависит от способа изготовления. В зависимости от применяемого сырья, различают волокна:

• Стеклянные - изготавливаются из неорганического стекла.
• Базальтовые - производят из базальта и габродиабаза.
• Углеродные - образуются пиролизом органических волокон прекурсоров - полиакрилонитрильных или гидратцеллюлозных. По величине модуля упругости и пределу прочности углеродные армирующие наполнители разделяют на - общего назначения, высокопрочные, средне-, высоко-, сверхвысокомодульные.
• Арамидные . Исходное сырье - линейные волокнообразующие полиамиды.
• Комбинированные композиты включают упрочняющие наполнители из двух или нескольких сырьевых материалов. Например, стержни АСПЭТ содержат стекловолокна и волокна из термопластичных полимеров.

Полимерную композитную арматуру обозначают в соответствии с армирующим наполнителем, присутствующим в ее составе:

• АСК (АСП) - стеклокомпозитная, преимущества материала - сочетание небольшого веса, высокой прочности и доступной стоимости;
• АБК (АБП) - базальтокомпозитная;
• АУК (АУП) - углекомпозитная, отличается хорошей прочностью, но из-за высокой стоимости ее применение ограничено;
• ААК (ААП) - арамидокомпозитная;
• АКК - комбинированная. В этой серии широкое применение получили изделия, изготовленные на основе стеклянных и базальтовых волокон, благодаря сочетанию хорошей износостойкости и приемлемой стоимости.

Таблица основных характеристик различных видов композитной арматуры

Конструктивные особенности

Изготавливается с периодическим профилем. В конструкцию изделия входят:

• Силовой стержень - сплошной элемент, от которого зависят основные технические характеристики продукта.
• Анкеровочный слой . Располагается равномерно, под углом к продольной оси. Образуется намоткой на силовой стержень волокон. Улучшает сцепление полимерной арматуры с твердеющей бетонной смесью.

Арматуру периодического профиля характеризуют следующие параметры:

• Наружный диаметр . Измеряется по вершинам периодических выступов.
• Номинальный диаметр . Эта величина указывается в маркировке изделий и используется при расчетах конструкций.
• Шаг периодического профиля . Дистанция между центрами соседних выступов, определяется параллельно вертикальной оси стержня.

Положительные и отрицательные характеристики полимерной композитной арматуры

Этот вид арматуры пока не может выступать в качестве полноценной замены стальным усиливающим стержням. Однако существуют области применения, в которых использование композитной арматуры является более рациональным, благодаря комплексу преимуществ, среди которых:

• Химическая пассивность . Благодаря этому свойству, полимерную продукцию можно использовать в условиях воздействия морской воды, щелочных и кислых сред, дорожных химических реагентов.
• Скорость резки в размер в условиях строительной площадки значительно выше, по сравнению с резкой стальных стержней.
• Низкая теплопроводность . Полимерная арматура повышает теплоизоляционные характеристики конструкции, благодаря отсутствию мостиков холода.
• Устойчивость к низким температурам .
• Небольшая масса . Облегчает транспортировку продукции, складирование, осуществление монтажных работ.
• Отсутствие проводимости тока, магнитоинертность и радиопрозрачность . Это качество обеспечивает востребованность полимерной продукции при строительстве лабораторий и других объектов, для которых важен фактор экранирования электромагнитных волн. В конструкциях, в которых используется полимерная арматура, отсутствуют блуждающие токи.

Характеристики, ограничивающие области применения композитной арматуры:

• Невозможность гибки стержней под малым углом на месте монтажа . Если есть такая необходимость, то изготовление гнутых изделий заказывают на производственных участках.
• Низкий модуль упругости , ограничивающий применение в вертикальных армирующих конструкциях.
• Исключена возможность сварки каркасов . Плоские и объемные конструкции из полимерных стержней сооружают только связыванием и с помощью пластиковых клипс.
• Малая устойчивость к высоким температурам . Поэтому использовать такие изделия в конструкциях, которые подвергаются нагреву, или на объектах с высокой пожарной опасностью не рекомендуется.
• Старение . Как и все полимеры, композитная арматура с течением времени теряет характеристики. Хотя производители заявляют, что ее эксплуатационный период - не менее 80 лет.

Области применения

Наиболее эффективен этот строительный материал в областях, в которых использование металлической арматуры нежелательно или невозможно. Полимерные усиливающие стержни используются для:

• устройства фундаментов строений, эксплуатируемых в агрессивных средах;
• укрепления оснований или несущих стен;
• усиления дорожного полотна, насыпей;
• укрепления грунтов в шахтах;
• устройства опалубки для крупногабаритных резервуаров;
• усиления стяжек пола;
• укрепления береговой линии;
• изготовления гибких связей между конструктивными элементами зданий, например между наружной стеной и отделочным фасадным материалом.

Внимание! Использование композитной арматуры в плитах перекрытия, перемычках и других конструктивных элементах, работающих на растяжение, не рекомендовано из-за высокой гибкости материала.

Сравнение свойств полимерной композитной и стальной арматуры

Таблица сравнения характеристик стеклопластиковой и стальной арматуры

Тип арматуры Стальная Стеклопластиковая Материал 7900 1900 360 800 200 55 24 Высокая устойчивость, антикоррозионные мероприятия не требуются Высокая 47 0,46

Низколегированная сталь 25Г2С или 35ГС	Волокна из расплава неорганического стекла, термореактивные смолы и другие добавки
Плотность, кг/м 3
Сопротивление на растяжение, МПа
Модуль упругости, ГПа
Относительное удлинение, %	2,3
Устойчивость к химически агрессивным средам	Подвержена коррозии, для повышения антикоррозионных характеристик требуется защитное покрытие, например цинковое
Электропроводность	Отсутствует
Теплопроводность, Вт/мК

В качестве довода в пользу замены стальной арматуры полимерной приводится возможность использования полимерного изделия меньшего диаметра, по сравнению с металлическим, на основании нормативных величин сопротивления растяжению. Приказом Министерства Строительства и ЖКХ РФ №493 от 08.07.2015 г. в Приложении «Л» были установлены понижающие коэффициенты на нормативное сопротивление растяжению, учитывающие реальные эксплуатационные условия.

Таблица понижающих коэффициентов к нормативным значениям сопротивления растяжению, представленным в ГОСТе 31938-2012

Эта таблица означает, что, если полимерная композитная арматура, например стеклопластиковая (АСК), предназначена для работы при длительных нагрузках в помещении, то расчетное значение сопротивления растяжению находится по формуле:

R расч.= R норм.*0,8*0,3 = 800*0,8*0,3 = 192 МПа

Поэтому при выборе диаметра полимерной арматуры, которая должна заменить стальную, следует пользоваться не нормативными значениями сопротивления на разрыв, представленными в ГОСТе, а рассчитанными в соответствии с реальными эксплуатационными условиями.

В связи с изложенными выше факторами можно сделать вывод, что композитные усиливающие стержни - перспективный строительный материал. Однако он эффективен только в определенных областях применения, перед его использованием рекомендуется проконсультироваться с квалифицированными специалистами.

GD Star Rating
a WordPress rating system

Композитная арматура: виды, характеристики, особенности , 5.0 из 5 - всего голосов: 1

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:

1. Нагревательный бункер — в нем волокна прогреваются для повышения адгезии со смолой.
2. Ванна пропитки — ровинг пропитывается смесью из смолы и отвердителей.
3. Обмотчик — продавливает сырье через фильеры, при прохождении которых формируются стержни заданного диаметра.
4. Оборудование для нанесение песка, где гранулы песка равномерно распределяются по поверхности прутка, а излишки удаляются воздушным потоком.
5. Печь полимеризации, где происходит набор прутками проектной прочности.
6. Оборудование для охлаждения изделий, представляет собой линию длиной 3-5 метров, расположенную на выходе из печи полимеризации.
7. 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.