После изобретения композитной арматуры, плюсы и минусы нового материала некоторое время оставались предметом жарких споров. Но практика показала, что техническо-эксплуатационные характеристики материала позволяют ему успешно конкурировать с классической стальной арматурой. Для производства композитной арматуры используются волокна, пропитанные особым веществом - затвердителем.
Как и стальная, композитная конструкция имеет ребра для повышения показателя сцепления с бетоном. В некоторых случаях ребра заменяют песочным напылением.
Виды композитной арматуры
Производство армирующих прутьев этого вида ведется из разных волокон. Эта особенность и определяет вид композитной арматуры:
Углепластиковая и кевларовая арматура отличается от остальных видов повышенными характеристиками модуля упругости. Эти материалы отличаются очень высокой ценой и используются в основном при строительстве военных объектов. Гражданское строительство предпочитает применять стеклопластиковую арматуру. Она является оптимальным сочетанием технических характеристик и доступной цены.
Плюсы композитной арматуры
Все потребители отмечают сравнительно легких вес материала. В среднем на один погонный метр приходится всего 0,07 кг. Стеклопластиковая арматура в 5 раз легче металлической. Эта особенность упрощает транспортировку материала, его укладку. При монтаже достаточно использования вязальной проволоки или пластиковых хомутов, чтобы получить прочную конструкцию.
При строительстве медицинских центров, лабораторий, испытательных комплексов все чаще используется именно композитная арматура благодаря ее диэлектрическим свойствам. Она инертна к:
- электричеству;
- магнитному полю;
- радиоволнам.
Химическая устойчивость материала позволяет успешно использовать его в районах с повышенной щелочностью и кислотностью почв. При этом фундамент сохраняет свои свойства даже после частичного повреждения бетона. Стеклопластиковая арматура устойчива к действию кислот и щелочей, к которым относят морскую воду, растворители, битум, бетонное молочко. При этом наблюдается и высокая коррозионная устойчивость. Термореактивные смолы не вступают в реакцию с водой, поэтому композитная арматура не подвержена окислению.
Возможность расслоения бетона из-за резких перепадов температур при использовании композитной арматуры сведена к минимуму. Это объясняется близким значением индекса температурного расширения для стеклокомпозита и бетона.
Недостатки композитного материала
Стеклопластиковая арматура недостатки имеет в небольшом количестве, но каждый из них накладывает определенные ограничения на работу с ней. Например, с ней можно работать только при температуре выше -10°С. Это связано с тем, что при более низких температурах материал становится хрупким, не выдерживая даже минимальных нагрузок.
При механическом способе заливки бетона конструкция из композитного материала отличается слабой устойчивостью. При ручном способе заливки с этой проблемой справиться проще.
У стеклопластиковой арматуры характеристики модульной упругости значительно ниже, чем у стали. В случае со стеклопластиком модуль упругости отличается в 4 раза. При малейшем дефекте размещения арматуры этот показатель способен стать причиной растрескивания или расслоения из-за слабой работы материала на растяжение. Мастерам и инженерам при работе необходимо проводить дополнительные расчеты, чтобы обеспечить конструкции высокую прочность.
Стеклокомпозит не справляется с повышенными нагрузками, например, криволинейными областями, точки вывода для связки со стенами. Подобные участки требуют работы с металлом.
По отзыву мастеров к недостаткам материала следует отнести и другие особенности работы с ним:
При этом производители нередко готовы предложить уже готовые изогнутые детали разных размеров. Исследования с целью поиска способа повышения прочности композитного материала, ведутся до сих пор. На рынке уже представлены различные варианты, серьезно отличающиеся по своим свойствам.
Сравнение металлической и композитной арматуры
Плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры проще выделить при сравнении основных характеристик с металлом. Главной проблемой железобетонных конструкций считается коррозия металлических элементов. В процессе работы нередко прибегают к дополнительным затратам на грунтовочные смеси, но даже они не способны защитить металл от ржавчины. Ржавчина способствует разрушению бетона.
Преимуществом композитных материалов является и их показатель прочности на разрыв. Металл уступает в 3 раза. Небольшой вес позволяет экономить на доставке и рабочей силе при погрузке или разгрузке. Если композитные пруты специалисты нарезают непосредственно на строительном объекте, то заказчик получает возможность сэкономить на обрезках материала. В теплую погоду композитные волокна любой толщины легко режутся кусачками или болторезом.
Материал устойчив к перепадам температуры. При этом стеклопластик из-за своего индекса теплового расширения не провоцирует дефектов бетона. Это еще один плюс в пользу композитных конструкций. Низкий модуль упругости стеклопластиковой арматуры с успехом компенсируется снижением теплопотерь. В отличие от металла, композитные волокна не провоцируют появления мостиков холода в бетоне.
Многие мастера в свой отзыв о свойствах композитных конструкций включают указание на возможность полного замещения металла стеклопластиком. Его уже уверено применяют при:
По отзыву потребителей стеклопластиковая арматура намного экономичнее металлической. При этом цена за погонный метр композитного волокна немного выше, чем за сталь. Выгода достигается отсутствием обрезков, удобством хранения, транспортировки, отсутствием необходимости проведения сварочных работ и дополнительной обработки конструкции специальными защитными составами.
Преимуществ стеклопластиковой арматуры достаточно, но для меня она имеет один существенный недостаток. При распилке поднимает пыль с мелкими частичками стекла. Не всегда есть возможность работать в плотных очках и респираторе, поэтому после пилки ощущение, что в горле и носу миллион стеклянных заноз.
Иван. Бетонщик. Стаж 4 года
Собирались с мужем ставить баню. При покупке арматуры нас старательно пытались убедить сделать выбор в пользу стеклопластиковой, утверждая, что по отзыву специалистов, она лучше по многим показателям. У меня на глазах ребенок отломил от прута кусочек руками. Но продавец настаивал, что это нормально, ведь арматура должна выдерживать продольные нагрузки. В общем, я была категорически против, а муж соблазнился на низкую стоимость. Оказалось, что укладывать ее удобнее, чем металлическую. Фундамент мы залили и он уже 3 года успешно стоит под баней. Не полопался, не наклонился.
К композитной арматуре заказчики долгое время относились с подозрением. Но последние 5 лет она начала пользоваться популярностью. Соответственно и производить ее начали на многих заводах. Для привлечения внимания покупателя добавляют и различные красители и увеличивают количество обмоточных ребер. На практике же выяснилось, что некоторые цветовые пигменты ухудшают прочность волокна, а количество ребер влияет только стоимость. В остальном композитной арматурой доволен: работать с ней комфортно.
Олег. Бетонщик. Стаж 8 лет
Композитная арматура (из пластика) в последние годы часто составляет конкуренцию обычной стальной. Это объясняется рядом ее достоинств. Но у такого материала есть и свои недостатки, и особенности его применения. Часто реклама мешает объективной оценке того и другого, и сегодня в статье будут представлены характеристики этого материала, рассказано о его видах и сферах применения.
Материалы для изготовления
На сегодня рынок композитно арматуры представлен тремя видами таковой:
- стеклопластиковой ;
- базальтопластиково й;
- углепластиковой .
Арматура из стеклопластика
Первый вид арматуры делается из стеклопластика. Эта технология появилась в СССР около 50 лет назад. Тогда стал набирать обороты печатный монтаж в радиоэлектронике, и в качестве материала для плат стал использоваться текстолит, когда основой служила ткань, а скрепляющим составом - искусственная смола. Позже вместо обычной ткани стали использовать стекловолокно, и это расширило применение стеклопластика.
Он занял свое место в авиастроении, производстве мебели и товаров для дома, а иногда даже в военной промышленности. Постепенно он стал применяться и в строительстве, и стеклопластиковая арматура стала отличным вариантом для каркасов фундаментов, работающих в агрессивных условиях - например, в воде.
Материалами для стеклопластика служат стекло и эпоксидная смола.
Это материал содержит не стекловолокно, а базальтовое. Технология его изготовления проще, чем стеклянного, ведь для производства стекла требуется несколько видов сырья, а для базальтопластика
- только базальт.
По сравнению с предыдущим композитом, базальтопластик отличается более высоким модулем упругости и пределом прочности, обладает меньшей теплопроводностью, но несколько большим весом.
Углепластик из карбонового волокна
Изготавливают его из карбонового волокна и тех же смол, но материал этот дорог. Связано это с технологией производства карбоновой нити - основы таких материалов. Технологический процесс
требует точного соблюдений параметров температуры и времени обработки, поскольку исходным сырьем для них служат органические волокна.
Углепластики активно используются в автомобилестроении, производстве спортивных товаров, авиа- и судостроении, науке.
Углепластиковая арматура прочнее стеклопластиковой и имеет больший модуль упругости, но не лишена и недостатков. Так, велика хрупкость этого материала, что не позволяет использовать его в длинных напряженных конструкциях вроде плит перекрытий.
Технология производства композитной арматуры
Существуют три способа изготовления арматурных стержней из композита. Они имеют английские названия, которые отражают суть технологии.
Нидлтрузия - это скрутка отдельных волокон в одно с одновременной пропиткой и оплеткой. Позволяет удешевить процесс ввиду высокой скорости таких технологических линий. Придание характерного для арматуры рельефа достигается обмоткой нитями периодического профиля. Чем толще арматура, тем большее число нитей используется. Так, пруты до 10 мм сечением обматываются одной нитью, от 10 до 18 - двумя, а выше - четырьмя. Изделия, изготовленные по такому методу, имеют хорошее сцепление с бетоном благодаря своему рельефу - и это при том, что у композитных материалов низкий коэффициент сцепления.
Метод плейнтрузии заключается в предварительной формовке основного стержня и последующей обмотки его спирально в двух направлениях.
Самый старый способ изготовления композитной арматуры - пултрузия . Она представляет собой протяжку сформованного, пропитанного и уже отвердевшего волокна через систему фильер, которые при температуре полимеризации пластика окончательно придают арматуре нужную форму и вытягивают ее. Этот способ отличает более низкая скорость производства и более высокая себестоимость.
Сравнение качественных характеристик
Чтобы сравнить различные виды композита, а также провести сравнение их со сталью, можно воспользоваться следующей таблицей.
Помимо этого, композитная арматура обладает таким свойством, как хрупкость , что отличает ее от стальной в худшую сторону. Из-за этого, а также ввиду своей неустойчивости к высоким температурам, она не применяется в конструкциях, испытывающих сильные изгибающие нагрузки и в тех местах, которые подвержены риску пожаров .
Достоинства материала
Композитная арматура имеет ряд преимуществ перед стандартной стальной. К ним относятся:
- Повышенная прочность на растяжение . Она может в разы превышать таковую у стали.
- Устойчивость к коррозии . Пластмассовая арматура не ржавеет.
- Низкий коэффициент теплопередачи. В отличие от металла, пластик не создает мостиков холода .
- Пластиковая арматура не работает как антенна - ведь она представляет собой диэлектрик и диамагнетик. Поэтому вероятность радиопомех в сооружениях с таким армированием нулевая.
- Малый удельный вес . Стальная арматура в несколько раз тяжелее.
- Температурный коэффициент расширения тот же, что и у бетона , поэтому образование трещин по этой причине исключено.
Недостатки композитных материалов
Достоинства композитных материалов часто не могут быть полностью раскрыты из-за недостатков, которые обнаруживают себя в ряде случаев применения. Это прежде всего:
- Низкий модуль упругости . Пластиковая арматура не жёсткая, упругая деформация ее находится в низких пределах (то есть способность вернуться к изначальной форме после прекращения нагрузки ниже).
- Хрупкость . При приложении изгибающих усилий такая арматура не гнется, а ломается. В связи с этим загнуть ее без нагрева невозможно.
- Низкая термостойкость . Стеклопластик при достижении 150 градусов теряет свои положительные свойства, а при 300 - просто разрушается, при этом выделяя токсические вещества. Углепластики имеют более высокие рабочие и предельные температуры, поскольку сами по себе дороги и полимеры при их изготовлении используются более дорогие, но и хрупкость у них выше, чем у других видов. Сталь может работать до 600-750 градусов, прежде чем начнет размягчаться и плавиться.
Применение композитной арматуры
Композитные изделия очень хорошо зарекомендовали себя там, где статические нагрузки сочетаются с агрессивной средой - например, в гидротехнических сооружениях. Иногда такая арматура применяется сама по себе, иногда - вместе со стальной, что помогает использовать достоинства обоих видов и компенсировать недостатки друг друга.
Изделия из пластиков в виде сеток активно замещают стальные в кирпичной кладке с облицовкой, где предусмотрен воздушный зазор. Стальные сетки постепенно подвергаются коррозии, и иногда это приводит к плачевным последствиям (может отвалиться кусок облицовки). Композит лишен такого недостатка.
Равнозначная замена
Если рассматривать таблицу в предыдущей главе и технические характеристики конкретных изделий, то вопрос о равнозначности решается в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться конструкция из армированного бетона.
Да, действительно, по прочности на разрыв стальная арматура в поперечном сечении 12 мм может быть заменена на стеклопластиковую 8 мм, а стальная 18 - стеклопластиковой 14. Но все это актуально тогда, когда эта арматура нужна исключительно для удерживания конструкции от расползания под нагрузкой. Проще говоря, так можно делать ленточные и плитные фундаменты.
А вот в ситуациях, когда имеет место прогиб, это правило не работает. Так, для изготовления перемычки или плиты перекрытия требуется увеличить число стержней в 4 раза - ведь модуль упругости у композита во столько же раз меньше. При усилении нагрузок в середине армированной композитом плиты она действительно не лопнет, но вот прогнется больше, и итогом может стать падение кусков бетона на голову.
Низкий предел упругости мешает использовать композиты при армировании бетонных столбов. Предел прочности бетона на сжатие достаточно высок, но при повышенных нагрузках на небольшую единицу площади, особенно если они неравномерны, модуль упругости может иметь реальное значение при сопротивлении разрушению.
На данный момент использование полимерной арматуры регламентировано СНИП 5201–2003, и в него внесены изменения в виде поправочных коэффициентов для расчета такой арматуры в различных условиях эксплуатации (приложение Л от 2012 года).
Основные нюансы продукции
За последние годы количество фирм, выпускающих композитную арматуру (особенно стеклопластиковую), выросло во много раз, а вот качество их продукции оставляет желать лучшего. Вот несколько способов распознать брак:
- Обратите внимание на цвет продукции. Качественная арматура в одной партии всегда одного цвета. Если это не так - значит, был нарушен температурный режим при производстве.
- Трещин и расслоений быть не должно. Их легко увидеть на срезе.
- Разрывы волокон снижают заявленные характеристики. Их тоже видно невооруженным глазом.
- Неравномерный профиль (навивка). Скорее всего, при производстве использовалось старое оборудование, где нарушена непрерывность.
Сейчас требования к композитным материалам будут ужесточаться. Стальной прокат дорожает, и пластиковая арматура имеет все шансы вытеснить стальную из достаточно большого сегмента рынка. Несомненно, этим пользуются не совсем добросовестные производители, поэтому следует быть начеку.
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.
Появление новых технологий на рынке обычно сопровождается широкой рекламой положительных и уникальных качеств конкретной продукции. Пластиковая арматура из стекловолокна появилась не так давно, однако за это время пользователи выявили немало и отрицательных свойств материала, а в некоторых случаях и развеяли мифы о заявленных преимуществах .
При выборе между стеклотканью и металлом следует учитывать реальные эксплуатационные качества материала, о которых и пойдет речь.
Низкий модуль упругости
Мнение экспертов свидетельствуют о том, что пластиковая арматура проигрывает металлу в показателях стойкости к растяжению . Это обусловлено низким порогом упругости, который влечет деформацию стержней в процессе эксплуатации.
Здесь следует вспомнить о первичной функции армирования. В сущности, это скрепляющий каркас, предохраняющий бетонную конструкцию от растяжений . Находясь в обычном состоянии без сторонних нагрузок и металлическая арматура, и стеклопластиковые прутья не тянутся.
Однако, у бетона модуль упругости, то есть подверженность деформации в виде растяжения, значительно ниже и это создает напряжение на арматуру. Соответственно, стеклопластик в большей степени подвержен этому давлению , что снижает его эффективность как скрепляющего бетон элемента.
Недостаточная термостойкость
Хотя материал обладает достаточной защитой от воздействий огня и относится к самозатухающим, такую арматуру можно использовать только в условиях с ограниченным порогом термического воздействия .
По разным оценкам утрата эксплуатационных качеств композита начинается в пределах 300-400 °C. Порог в 600 °C является критичным , но и сам бетон не способен выдерживать такие воздействия.
В частности, арматура утрачивает прочность, ее волокна могут расслаиваться, так как начинается процесс разрушения связующих компонентов. Но, стоит отметить, что это ограничение не относится к большинству жилых объектов. Проводить проектные расчеты на предмет стойкости стеклопластиковой арматуры к термическому воздействию стоит в случаях, когда планируется строительство промышленных и производственных объектов , в которых предполагаются высокотемпературные нагревы.
Исключение сварочных соединений
Мнение экспертов единогласно в этом вопросе. Стеклотканевые прутья нельзя соединять посредством сварочных аппаратов . Поэтому строителям приходится оценивать возможность применения альтернативных средств формирования прочного армирующего каркаса.
Тем, кто также ищет оптимальные способы, как вязать пластиковую арматуру для фундамента, стоит рассмотреть два варианта:
Есть и другой подход к формированию соединений. Он предполагает оснащение прутьев из стеклоткани стальными трубами на концах . Собственно, эти дополняющие элементы в дальнейшем и скрепляются путем сварки.
Миф о равнозначной замене
В числе первых пунктов, посвященных положительным свойствам стеклопластиковой арматуры, производители отмечают высокую прочность. С этим нельзя спорить, но пластиковая арматура для фундамента отрицательные отзывы о которой затрагивают и другие ее качества, в совокупности характеристик не может быть равной заменой металлу . Причем заявления о равнозначной замене не соответствуют действительности, как в положительную, так и в отрицательную сторону.
Мнение экспертов подтверждает, что по критериям прочности металлическую арматуру может заменить аналог из стекловолокна с меньшим диаметром. Казалось, бы такая не равнозначность идет даже в плюс. Но, если подходить комплексно к оценке эксплуатационных свойств материала, то будут выявлены серьезные диспропорции .
Например, 8-миллиметровая арматура из стеклопластика обеспечит необходимую прочность конструкции, но тот же модуль упругости сведет на нет это преимущество. В итоге, по совокупности качеств замена стекловолоконных прутьев 12-миллиметровой металлической арматурой не выиграет, обеспечив достаточную надежность фундаменту.
Сложность обработки
Прочность материала обусловила недостаток в виде невозможности придать изгиб прутьям на стройплощадке . Выполнить данную операцию можно только в заводских условиях на специальных станках. Поэтому планируя строительство фундамента, рекомендуется изначально рассчитать функциональные возможности, которыми обладает пластиковая арматура для ленточного фундамента, договорившись с производителем о проведении дополнительных операций по обработке.
Так, кроме выполнения изгибов стоит рассмотреть и возможность снабжения прутьев упомянутыми трубами для последующего произведения сварки.
Благодаря армированию приобретает повышенную прочность и долговечность. Раньше в качестве арматуры использовали исключительно металлические прутья, связанные между собой в каркас, однако сейчас в продаже появились пластиковые или композитные армокаркасы. Эти изделия производятся из базальтовых, карбоновых или стеклянных волокон с добавлением полимерных смол. Пластиковая арматура, плюсы и минусы которой будут рассмотрены чуть ниже, производится согласно требованиям международного стандарта, которые стоит изучить подробнее.
Формы выпуска пластиковой арматуры
Стандарт 31938-2012, регламентирующий технические требования, относящиеся к полимерным армирующим изделиям, определяет элементы этого типа, как твердые прутья круглого сечения. Прутки состоят из основы, заполнителя и связующего компонента.
Композитную арматуру производят в виде стержней сечением от 4 до 32 мм. Продаются такие изделия либо в нарезанном виде, либо в связках или бухтах длиной до 100 м.
Пластиковый профиль бывает двух видов:
- Периодический – рифленые прутья, получаемые методом спиральной обмотки.
- Условно-гладкий. В этом случае стеклопластиковые стержни обсыпаются кварцевым песком, благодаря чему готовые изделия обладают лучшими адгезионными свойствами.
Важно! обязательно по своим параметрам должна соответствовать ГОСТ 30247.0-94 по огнестойкости и ГОСТ 30403-2012 по пожаробезопасности.
Чтобы определить, стоит ли использовать композитные материалы вместо металлических, рассмотрим плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры.
Преимущества композитной арматуры
К преимуществам стеклопластиковых изделий по сравнению с металлическими аналогами следует отнести:
- Малый вес. Для арматуры с пластиковыми стержнями используются прутья меньшего сечения, благодаря чему общий вес конструкции снижается почти вдвое. Например, стеклопластиковый стержень диаметром 8 мм будет весить всего 0,07 кг/п м, в то время, как металлический прут с таким же сечением весит 0,395 кг/п м. Благодаря меньшему весу транспортировать пластиковые изделия можно даже на легковом автомобиле, тогда как для металлической арматуры потребуется большегрузная машина.
- Устойчивость к коррозии. Стеклопластиковые изделия не окисляются и не воздействуют с влагой.
- Диэлектрические показатели. Композитные пруты – это радиопрозрачные диэлектрики, которые отличаются инертностью к электричеству и радиоволнам. Именно поэтому пластиковая арматура считается самым хорошим материалом для возведения медицинских центров, лабораторий и прочих специализированных сооружений.
- Химическую устойчивость. Агрессивные компоненты, такие как: бетонное молочко, битум, морская воды, растворитель или солевые составы, со временем оказывают негативное воздействие на металлические профили. В свою очередь, композитные материалы остаются инертными к такому «соседству».
- Температурный диапазон. Композиты можно применять при режиме от -60 до +120 градусов.
- Высокую теплопроводность. Показатель проводимости тепла у стеклопластика составляет 47 Вт/м*К, а у металла – 0,5 Вт/м*К.
- Повышенные прочностные показатели. Прочность композитного материала на растяжение значительно выше, чем у металлического изделия. При одинаковом диаметре пластиковая арматура выдерживает в 3-4 раза больше продольных нагрузок.
- Долгий срок эксплуатации. Производители композитных материалов утверждают, что такая арматура прослужит более 150 лет. Проверить это пока что невозможно, однако рекордный зафиксированный срок службы пластикового армокаркаса составил 40 лет.
- Скорость монтажа. Стеклопластиковые стержни быстро нарезаются обычной болгаркой и вяжутся при помощи пластиковых хомутов.
Кроме этого, благодаря повышенной упругости пластиковые изделия выпускаются практически любой длины.
Тем не менее, не будем торопиться с выводами, касательно того, какая арматура лучше. Справедливости ради стоит рассмотреть также и негативные стороны стеклопластиковых стержней для армирования монолитных бетонных построек.
Минусы композитной арматуры
Среди минусов композитных материалов, используемых при закладке арматуры, выделяют следующие:
- Низкую упругость на изгиб. Из-за того, что пластиковые элементы отличаются низким модулем упругости, это может привести к деформации бетонной конструкции. Хорошо гнущиеся элементы сложно использовать при . Для сравнения модуль упругости композита составляет 55 000 МПа, а у пластика этот показатель достигает 200 000 МПа.
- Небольшой диапазон размеров. На сегодняшний день при выборе стальной арматуры потребителям предлагается большее разнообразие изделий разного сечения.
- Отсутствие СНиПов. Хоть стеклопластиковые изделия и нормируются по ГОСТ, другой нормативной базы для строительных элементов этого типа не существует. Исходя из этого, осложняется процесс проектирования объектов, так как производить расчеты пока что довольно проблематично.
- Невозможность использования в некоторых регионах. Пластиковые изделия не рекомендуется применять при строительстве объектов в областях, где зимой фиксируются слишком низкие температуры.
- Неустойчивость. осложняется плохой устойчивостью пластиковых прутьев. Конструкция начинает шататься, поэтому приходится прибегать к «хитростям», чтобы зафиксировать каркас до заливки бетонной смеси.
- Довольно высокую стоимость материала. Стеклопластик обойдется в 2 раза дороже стальных аналогов.
Говоря о пластиковой арматуре, ее плюсах и минусах, многие относят к недостаткам этих изделий такие вещи, как: невозможность использования сварочного оборудования и низкую устойчивость к нагреву. Однако, в реальности сварка итак практически не используется при сборке армокаркаса. Настолько же абсурдна и теория насчет неустойчивости материала к высоким температурам. Стеклопластик полностью теряет свои свойства при нагреве свыше 600 градусов, но и не каждый бетон способен выдержать подобную температуру.
Исходя из вышесказанного становится очевидно, что при армировании бетонных конструкций, чтобы определить какая арматура больше подходит – металлическая или стеклопластиковая, нужно уточнить для каких именно целей вам нужен усиленный каркас. С одной стороны новейшие композитные материалы явно выигрывают, однако с точки зрения стоимости, возможно, будет выгоднее приобрести стальные изделия.