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.
- 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
| Низколегированная сталь 25Г2С или 35ГС | Волокна из расплава неорганического стекла, термореактивные смолы и другие добавки |
| Плотность, кг/м 3 | 7900 1900|
| Сопротивление на растяжение, МПа | 360 800|
| Модуль упругости, ГПа | 200 55|
| Относительное удлинение, % | 242,3 |
| Устойчивость к химически агрессивным средам | Подвержена коррозии, для повышения антикоррозионных характеристик требуется защитное покрытие, например цинковое | Высокая устойчивость, антикоррозионные мероприятия не требуются
| Электропроводность | ВысокаяОтсутствует |
| Теплопроводность, Вт/мК | 47 0,46
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
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.
Стеклопластиковое или композитное армирование является альтернативой стальным изделиям и используется для укрепления бетона в случаях, когда к их физическим и химическим свойствам предъявляются особые требования. Стеклопластик не портится от влаги, его масса в 9 раз меньше массы стали той же прочности. Показатели теплопроводности позволяют снизить потери тепла, а температурный диапазон составляет от -70 до 120 градусов. Этот материал используют для армирования бетонных емкостей на химических предприятиях, опор мостов и фундаментов. Он подходит для связки многослойных кладок стен и укрепления полов и стяжек. Стеклопластик применяют в дорожном строительстве при сооружении насыпей и покрытий.
Технология изготовления
Основными составляющими стеклопластиковых стержней являются стекловолокно и эпоксидная смола. Сначала нити пропитываются клеящим веществом, а затем проходят процесс полимеризации. Для этого их протягивают через фильеры нужного диаметра. На заключительном этапе на гладкую поверхность наносят рельеф с помощью прокатки между вальцами, которые имеют соответствующее рифление. Таким образом, получают стержни светло-желтого цвета, обладающие оптимальным сцеплением с бетоном. Продукция имеет диаметр от 4 мм до 2 см. Помимо стекловолокна в производстве используют базальтовые, углеродные и арамидные волокна. В этом случае изделия отличаются по цвету и могут иметь продольное оребрение. Для получения конструкций из арматуры стеклопластик связывают с помощью пластиковых элементов.
Преимущества и недостатки стеклопластиковой продукции
Стеклопластиковая продукция отличается повышенной прочностью на разрыв и по этому показателю превосходит стальную арматуру в три раза. Плотность стеклопластика значительно меньше, чем у металла, соответственно вес также намного легче, что позволяет облегчить бетонную конструкцию. Существенным преимуществом является и то, что пластик не поддается ржавлению, даже если контактирует с водой, в том числе, и с морской водой. Материал не реагирует на воздействие щелочей, кислот и других активных химических веществ. Он не разрушается на морозе и может перенести неограниченное количество циклов замерзания/оттаивания. Стеклопластики имеют низкую теплопроводность, что способствует улучшению этой характеристики у бетонных изделий с композитным армированием. Помимо этого композиты и бетон имеют примерно одинаковый коэффициент теплового расширения, поэтому такие конструкции не подвержены растрескиванию. Арматура является диэлектриком и не создает помех радиоволнам. Она может производиться любой мерной длины. Благодаря особенным свойствам эпоксидной смолы длинномерные изделия могут сматываться в бухты, а после восстанавливать первоначальное прямое состояние, сохраняя при этом целостность и все свои прочностные характеристики.
Стеклопластик значительно уступает стали в упругости, то есть довольно легко изгибается. По этой причине использование ее в перекрытиях должно сопровождаться тщательными расчетами. Материал является пожаробезопасным, но при температуре около 600 градусов размягчается и теряет свои механические свойства. На опасных производствах необходимо обеспечивать теплозащиту конструкций с таким армированием. Прочность соединений композитов при создании решетки оставляет желать лучшего. Как вариант, на концы стеклопластика крепят стальные стержни и сваривают их. При изготовлении конструкций особой формы приходится заказывать арматуру с определенным изгибом, так как придать ей необходимый вид на месте не получится.
Изобретение композитной арматуры знатоки строительного дела относят к 60-м годам прошлого столетия. В этот период в США и в Советском Союзе были начаты активные исследования ее свойств.
Однако, несмотря на достаточно солидный возраст, данный материал до сих пор не знаком большинству застройщиков. Восполнить пробел знаний о стеклопластиковой арматуре, ее свойствах, достоинствах и недостатках вам поможет эта статья.
Попутно отметим, что материал этот весьма спорный. Производители хвалят его на все лады, а строители-практики относятся с недоверием. Простые граждане смотрят на тех и на других, не зная кому верить.
Что такое композитная арматура, как она производится и где применяется?
Коротко структуру композитной арматуры можно охарактеризовать как «волокно в пластике». Ее основа – стойкие к разрыву нити из углерода, стекла или базальта. Жесткость композитному стержню придает эпоксидная смола, обволакивающая волокна.
Для лучшего сцепления с бетоном на прутья наматывается тонкий шнур. Он сделан из того же самого материала, что и основной стержень. Шнур создает винтовой рельеф, как у стальной. Твердение эпоксидной смолы происходит в сушильной камере. На выходе из нее композитную арматуру немного вытягивают и нарезают. Некоторые производители до момента твердения полимера обсыпают пластиковые стержни песком для улучшения сцепления с бетоном гладких участков.
Область применения стеклопластиковой арматуры нельзя назвать очень широкой. Ее используют в качестве гибких связей между облицовкой фасада и несущей стеной, а также укладывают в дорожные плиты и опалубку резервуаров. В каркасах, усиливающих ленточные фундаменты и бетонные полы, пластиковую арматуру применяют не так часто.
Ставить композитные стержни в плиты перекрытия, перемычки и другие конструкции, работающие на растяжение, не рекомендуется. Причина – повышенная гибкость данного материала.
Физические свойства композитной арматуры
Модуль упругости у полимерного композита существенно ниже, чем у стали (от 60 до 130 против 200 ГПа). Это значит, что там, где металл вступает в работу, предохраняя бетон от образования трещин, пластик еще продолжает сгибаться. Прочность на разрыв у стеклопластикового стержня в 2,5 раза выше, чем у стального.
Основные прочностные параметры композитной арматуры содержатся в таблице №4 ГОСТ 31938-2012
Здесь мы видим основные классы композитного материала: АСК (стеклопластиковая композитная), АБК (базальтовое волокно), АУК (углеродная), ААК (арамидокомпозитная) и АКК (комбинированная – стекло + базальт).
Наименее прочная, но самая дешевая — арматура из стекловолокна и базальтовый композит. Самый надежный и вместе с тем самый дорогой материал делают на основе углеродного волокна (АУК).
К прочностным свойствам материала мы еще вернемся, когда будем сравнивать его с металлом.
А пока рассмотрим другие характеристики данного материала:
- К положительным качествам композита относится его химическая инертность. Он не боится коррозии и воздействия агрессивных веществ (щелочной среды бетона, морской воды, дорожных химреагентов и кислот).
- Вес пластиковой арматуры в 3-4 раза меньше, чем стальной. Это дает экономию при транспортировке.
- Низкая теплопроводность материала улучшает энергосберегающие характеристики конструкции (нет мостиков холода).
- Композитная арматура не проводит электричества. В конструкциях, где она используется, не возникает коротких замыканий электропроводки и блуждающих токов.
- Композитный пластик магнитноинертен и радиопрозрачен. Это позволяет использовать его в строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.
Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стройке не согнешь
Недостатки композитной арматуры:
- Невозможность гибки с малым радиусом в условиях стройки. Гнутый стержень нужно заранее заказывать у производителя.
- Невозможность сваривать каркас (минус относительный, поскольку даже для стальной арматуры лучший способ соединения – вязка, а не сварка).
- Низкая термостойкость. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается. Стекловолокно не боится высокой температуры, но связующий ее пластик теряет прочность при нагреве выше +200 С.
- Старение. Общий минус всех полимеров. Неметаллическая арматура не исключение. Ее производители завышают срок эксплуатации до 80-100 лет.
Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволокой – единственный возможный метод сборки каркаса
Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая?
Один из главных аргументов, приводимых в пользу стеклопластиковой при сравнении с , – более низкая цена. Однако, заглянув в ценники металлобаз, вы увидите, что это не так. Стоимость металла в среднем на 20-25% ниже композита.
Причина путаницы состоит в том, что продавцы пластика берут в расчет так называемый «эквивалент» диаметра. Логика здесь такая: неметаллическая арматура на разрыв прочнее строительной стали. Поэтому полимерный стержень меньшего диаметра выдержит такую же нагрузку, как и более толстая стальная арматура. На основании этого делается вывод: для армирования конструкции пластика нужно меньше, чем металла. Отсюда и появляется более «низкая» цена.
Для аргументированного сравнения композита с металлом необходим нормативный документ. Сегодня такое руководство уже имеется. Это приложение «Л» к приказу Минстроя России № 493/пр от 08.07. 2016 г.
В пункте Л.2.3. малопонятном для рядовых застройщиков, но весьма интересном для профессионалов содержатся два понижающих коэффициента для всех видов композитной арматуры.
Для примера рассмотрим самую распространенную стеклопластиковую (АСК):
- При действии продолжительной нагрузки предел ее прочности на растяжение должен умножаться на 0,3. То есть, вместо 800 МПа мы получаем 240 МПа (800х0,3=240).
- Если конструкция работает на открытом воздухе, то полученный результат нужно умножить еще на 0,7 (240 МПа х 0,7 = 168 МПа).
Таблица с понижающим коэффициентом для композитной арматуры
Таблица с коэффициентами, учитывающими условия эксплуатации
Теперь можно корректно сравнивать прочность пластиковой арматуры с металлической. Для примера возьмем строительную сталь марки А500. У нее предельное сопротивление растяжению с учетом запаса прочности составляет 378 МПа. У стеклопластикового композита мы получили всего 112 МПа.
Наше маленькое исследование наглядно иллюстрирует таблица реальной, а не теоретической равнопрочной замены стальной арматуры на композитную. Ей можно пользоваться при выборе и покупке.
Просмотрев данную таблицу, нетрудно заметить, что пластика для равноценной замены металла требуется не меньше, а больше металла. Только самый дорогой углеродоволоконный материал (АУК) превосходит сталь равного с ним диаметра.
Сортамент и цена композитной арматуры
Самая востребованная на стройке – арматура из стеклопластикового композита. Ее сортамент и средние цены мы свели в одну таблицу.
О том, сколько весит пластиковая арматура разных диаметров вы можете получить информацию из таблицы ниже.
Продают материал в бухтах по 200, 100 и 50 метров и в виде стержней любой длины.
Принимая во внимание ценовой фактор (равнопрочный со сталью композит обойдется дороже) мы не можем рекомендовать композитную арматуру для повсеместного применения в частном строительстве.
Для армирования ригелей, плит перекрытия, несущих балок, колонн и диафрагм жесткости специалисты настойчиво советуют не ставить ее. Как конструктивную такую арматуру использовать можно. Для армирования плитных фундаментов она может использоваться.
Плитный фундамент с каркасом из стеклопластиковой арматуры
Для усиления свайных ростверков и ленточных фундаментов лучше купить стальные прутья.
Отправим материал вам на e-mail
Появление новых технологий в различных отраслях промышленности не обошло стороной и строительную отрасль. Появились новые материалы, которые позволили сократить сроки выполнения строительно-монтажных работ и снизить вес собираемых конструкций, улучшить теплотехнические характеристики сооружаемых объектов и их эксплуатационные характеристики. Одним из таких материалов, появившемся на строительном рынке нашей страны в последние годы, стала стеклопластиковая арматура, о которой и пойдёт речь в настоящей статье редакции сайт.
Внешний вид арматуры из композитных материалов
Структура, типоразмеры и эксплуатационные характеристики композитной стеклопластиковой арматуры
Строительный материал, изготовленный из стеклопластиковых волокон, пропитанных полимерным связующим составом, сформированный в виде стержней с рёбрами заданной величины и отвержденный в процессе производства, называется стеклопластиковой арматурой (СПА или АСП).
По своей структуре СПА представляет собой пруток, состоящий из двух частей, как то:
- внутренний стержень – обеспечивает прочностные характеристики изделия и изготавливается из стеклопластиковых волокон, размещаемых параллельно по отношению друг к другу или в виде косички, залитых полимерной смолой;
- наружный слой – изготавливается из волокон композитного материала, навиваемых на внутренний стержень или в виде абразива мелкой фракции, наносимого методом напыления.
Кроме того, что СПА различается по типу наружного слоя, она классифицируется по типоразмерам соответствующим образом:
- по диаметру – от 4,0 до 18,0 мм;
- по длине – до 12 м (при реализации в виде прутков).
К сведению! Стеклопластиковая арматура диаметром до 10,0 мм включительно может реализовываться в виде прутка или в бухтах. В случае реализации в виде бухты её длина зависит от оборудования, на котором она изготавливается. Арматура диаметром более 10,0 мм реализуется только в виде прутков.
Основными эксплуатационными характеристиками для данного материала являются следующие показатели:
- Диаметр – определяет пределы прочности изделия на изгиб и растяжение.
- Вес – характеризуется по массе одного погонного метра изделия.
- Шаг навивки – для СПА с рельефным покрытием.
Сферы применения и разновидности стеклопластиковой арматуры
В настоящее время СПА реализуется не только в виде прутков и в бухтах, а также предлагается в виде армирующих сеток и арматурных каркасов различной формы и габаритных размеров.
Благодаря разнообразию предложений и успешному опыту использования, данный материал используется при выполнении различных строительных и монтажных работ, а также для изготовления разнообразных конструкций.
Основными сферами использования стеклопластиковой арматуры являются:
К сведению! СПА нашла своё применение и на дачных участках: её успешно используют при изготовлении парников и теплиц в качестве дуг, на которые настилается укрывной материал, а также в качестве ограждений и поддерживающих конструкций для плодовых и овощных культур.Задать вопрос
«Изготовление стеклопластиковой арматуры регламентировано Межгосударственным стандартом ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия»».
Плюсы и минусы композитной стеклопластиковой арматуры
Причиной того, что после появления на рынке СПА стала достаточно востребована, стали положительные качества этого материала, к которым относятся:
- малый вес;
- устойчивость к окислению и прочим видам коррозии;
- низкая теплопроводность;
- длительные сроки эксплуатации;
- является диэлектриком (не проводит электрический ток);
- возможность применения без использования сварочного оборудования.
Недостатки также присутствуют, но их значительно меньше, это:
- относительно низкая термическая устойчивость;
- низкие показатели по упругости.
Статья по теме:
Вязка арматуры под ленточный фундамент является надежным способом создания жесткого металлического каркаса железобетонной конструкции. О том, как правильно и без лишних затрат выполнить эти работы мы расскажем в этом подробном материале.
На что обратить внимание при выборе
Когда выбор пал на использование стеклопластиковой арматуры при выполнении строительно-монтажных работ, то при её покупке следует обратить внимание на такие показатели как:
- Диаметр – должен соответствовать заявленным значениям.
- Цвет арматуры должен быть однородным и с оттенками не темнее, чем в заявленных характеристиках.
- Качество намотки наружного слоя.
- Продукция должна иметь соответствующие сертификаты качества и протокола выполненных испытаний.
Важно! Наличие цвета СПА более тёмных оттенков, чем заявлены производителем, говорит о том, что в процессе производства был нарушен температурный режим изготовления. Арматура подобного окраса является горелой и её технические характеристики не могут соответствовать заявленным.
При выборе СПА лучше всего изначально узнать репутацию компании производителя данного материала, для чего следует ознакомиться с отзывами в сети интернет и в прочих источниках информации.
Точка зрения эксперта
Дмитрий Холодок
Технический директор ремонтно-строительной компании "ИЛАССТРОЙ"
Задать вопрос«При намотке наружного слоя арматуры не должно быть допущено пережатие внутреннего стержня изделия, т.к. в противном случае нарушаются прочностные характеристики СПА».
Статья по теме:
В статье мы рассмотрим плюсы и минусы данного фундамента, нюансы его правильной заливки, а также какую марку бетона лучше всего выбрать, чтобы получить качественную конструкцию.
Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая
Какую арматуру выбрать – металлическую или стеклопластиковую – решается на стадии разработки проектной документации, или индивидуально, основываясь на сравнении основных технических характеристик, приведенных в нижеследующей таблице:
| Характеристика | Металл | Стеклопластик |
|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 390 | 1300 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м²×К | 46 | 0,35 |
| Плотность, кг/м³ | 7850 | 1900 |
| Упругость | + | + |
| Пластичность | + | - |
| Стойкость к коррозии | - | + |
| Диэлектрические свойства | - | + |
Ведущие производители
Производством композитной стеклопластиковой арматуры занимаются во многих регионах нашей страны. Особенно это относится к районам с развитой промышленной инфраструктурой, как то:
- г. Москва и Московская область - «Московский Завод Композитных Материалов», ООО «НПЦ «СПЕЦПОЛИМЕР», ООО НПК «АРМАСТЕК» и прочие;
- г. Санкт-Петербург и Ленинградская область - «Лидер-Композит» и прочие;
- г. Ярославль - «Ярославский Завод Композитов»;
- г. Екатеринбург и Свердловская область - «Уралтеплострой», ООО «УЗКТ», ООО «Элпромтех», ООО НПФ «УралСпецАрматура»;
- г. Саратов - ООО «Поволжская арматура» (Polarm).
К сведению! Во многих городах производством СПА занимаются малые предприятия, работающие на местном уровне, поэтому при необходимости найти подобное производство в своем регионе необходимо изучить рынок строительных материалов.
Обзор цен и отзывы пользователей о композитной стеклопластиковой арматуре
Стоимость СПА зависит от её технических характеристик, места приобретения и компании её реализующей.
По состоянию на III квартал 2018 года средняя стоимость стеклопластиковой арматуры, при продаже её через дилеров компаний производителей, составляет:
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | |
|---|---|---|---|---|
| ПК «Композит» | АСК | 8,0 | с навивкой | 11,9 |
| 10,0 | 17,9 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| АСП | 8,0 | с песчаным покрытием | 13,9 | |
| 10,0 | 23,9 | |||
| 12,0 | 38,9 |
Стеклопластиковая арматура ПК «Композит»
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | Стоимость (по состоянию на сентябрь, руб./п. метр |
|---|---|---|---|---|
| «АрматСоюз» | СПА | 4,0 | с навивкой | 6,9 |
| 6,0 | 7,9 | |||
| 8,0 | 11,5 | |||
| 10,0 | 17,5 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| 14,0 | 42,9 | |||
| 16,0 | 60,9 | |||
| 18,0 | 94,9 |
Стеклопластиковая арматура «АрматСоюз»
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | Стоимость (по состоянию на сентябрь, руб./п. метр |
|---|---|---|---|---|
| «Армпласт» | АСК | 4,0 | с навивкой | 5,5 |
| 6,0 | 7,9 | |||
| 8,0 | 11,5 | |||
| 10,0 | 17,9 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| 14,0 | 42,74 | |||
| 16,0 | 60,52 | |||
| 18,0 | 94,32 | |||
| 20,0 | 117,6 | |||
| 22,0 | 138,99 | |||
| 25,0 | 180,17 | |||
| 28,0 | 223,10 | |||
| 32,0 | 292,74 | |||
| 36,0 | 312,80 |
Стеклопластиковая арматура «Армпласт»
По фактам использования СПА индивидуальные застройщики и профессиональные строители оставляют в сети интернет свои отзывы. Вот некоторые из них:
Видео: отзыв об использовании при заливке фундамента
Отзыв о заливке плиточного фундамента: