Композитная арматура: технические характеристики и сфера применения

Бурное развитие химической промышленности опровергло это суждение, подарив человечеству большое количество новых синтетических материалов, в том числе прочный композит.

Из него стали изготавливать стержни, которые по своим характеристикам не уступают стальным прутам. В России уже в начале нулевых XXI века строители стали повсеместно вязать каркасы для монолитных фундаментов из композитных прутов.

Что это такое?

Это неметаллические стержни гладкого и периодического профиля. Их изготавливают из волокон, как природного, так и синтетического происхождения, которые затем пропитывают вязким полимером.

Классификация

Неметаллические стержни разделяют по основному исходному материалу на три группы:

1. Арматура стеклопластиковая (АСП) представляет собой стержни из стекловолокна, пропитанные термореактивными смолами.

   Волокна создают прочные длинномеры, которые накрепко связаны быстротвердеющим вяжущим составом;

2. Базальтопластиковые изделия (АБП) – это базальтовые волокна, скреплённые такими же полимерными смолами, что и АСП. Композитные стержни отличаются стойкостью к воздействию агрессивных сред.
3. Углепластиковые длинномеры (АУП) являются самым прочным, но и самым дорогим материалом и для вязки каркасов монолитных фундаментов не применяется.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам композитной арматуры относятся следующие показатели:

• Прочность на разрыв. Разрывная прочность является важнейшей характеристикой арматуры так, как она в монолите фундамента испытывает разрывные нагрузки. Прочность на разрыв композитных стержней в несколько раз выше стальных аналогов. Эта особенность полимерных длинномеров заметна, когда по расчётам композит ø 8 мм способна заменить стальные стержни ø 12 мм.
  Там, где стержни работают на прогиб, применяют продукцию из стали. Композит не выдерживает такого вида деформации.
• Модуль упругости. Характеристика отражает способность материала восстанавливать свою форму после деформационного воздействия со стороны внешних сил. Чем этот показатель выше, тем меньше вероятность появления микротрещин в массиве монолита. По этому параметру сталь превосходит полимер. Это относится к конструкциям, работающим на изгиб.
  Модуль упругости стальной арматуры равен 200 000 Мпа. У композита он 55 000 Мпа. Поэтому вместо стальных стержней потребуется композитной арматуры практически в 4 раза больше.
• Удельное удлинение. Параметр отражает увеличение длины стержня после его разрыва и выражается в процентах.
  Сказать проще, характеристика влияет на растрескивание монолита. Чем выше её величина, тем больше риск разрушения бетонной конструкции.
  Если удельное удлинение у стеклопластика и базальта составляет 2,2 — 2,5%, то у стали оно равно 25%.
• Плотность. Характеризуется удельным весом материала. Чем больше вес одной единицы объёма стержня, тем она прочней.
  У композита плотность примерно равна 2 тн/м3 тогда как у стали её величина составляет 7,85 тн/м3.
• Теплопроводность. Способность материалов передавать тепловую энергию менее нагретым телам называют теплопроводностью.
  Арматура, заложенная в фундаменте, с низкой теплопроводностью будет препятствовать утечке тепла из дома. Коэффициент теплопроводности композита – 0,35, у стали – 46.
• Антикоррозионная стойкость. В этом отношении стальная продукция полностью проигрывает композитным стержням. Полимеры не подвержены коррозии, но зато теряют свои прочностные характеристики от старения.
• Диэлектрические свойства. В отличие от высокой электропроводности стальной арматуры композитные каркасы в монолите не создают помех для передающих электрических приборов.
  Диэлектрические полимеры не препятствуют прохождению радиосигналов по причине отсутствия собственных электромагнитных полей.
• Вес. От того сколько весит материал зависит общая масса фундамента. Использование композита значительно уменьшает давление фундамента на грунтовое основание.
  Полимерный материал в отличие от стальных изделий переносят небольшими партиями в опалубку вручную.
  Транспортировать пластиковые стержни намного проще, чем стальные. Во-первых, её хранят и перевозят в бухтах, а во-вторых, для перевозки достаточно использовать небольшой грузовик такой, как «Газель».

Для того, чтобы понять, насколько легче композит стальной арматуры, представлена таблица:

Диаметр, мм	Вес 1 погонного метра арматуры, грамм
Композит	Сталь
Ø 6	56	220
Ø 8	94	390
Ø 10	145	615
Ø 12	200	890
Ø 14	280	1210
Ø 16	460	1580
Ø 18	560	2000
Ø 20	630	2470
Ø 22	730	2980
Ø 24	850	3850

Плюсы и минусы применения

Чтобы оценить преимущества и недостатки композита нужно взвесить все плюсы и минусы полимерного материала по сравнению со стальными стержнями.

К преимуществам полимерных материалов следует отнести следующее:

• Лёгкий вес позволяет вручную манипулировать большими объёмами стержней при вязке каркаса фундамента, что на монтаже аналогичной стальной основы потребует больших усилий от рабочих.
• Композитная арматура диаметром до 6 мм реализуется скрученной в бухты. Это позволяет использовать для её транспортировки даже легковые автомобили.
• Невосприимчивость к коррозии даёт возможность хранить композитную продукцию в любых условиях. Единственным ограничением является хранение под навесом для защиты от ультрафиолета.
• Диэлектрические свойства полимера способствуют проницаемости монолитных конструкций радиосигналами. Это не создаёт помех для работы радиоэлектронных устройств.
• Небольшая теплопроводность каркаса повышает теплоизоляционные характеристики монолитных бетонных конструкций.
• Экологичность композитной продукции заключается в отсутствии вредных испарений при её разложении.

Внимание! Основное преимущество композита перед стальной продукцией заключается в более выгодной цене.

Для наглядного примера ниже приведена сравнительная таблица.

К недостаткам композита следует отнести следующие факторы:

• Упругость материала не даёт согнуть композитный стержень – он сразу ломается. При необходимости выполнения сложных узлов армокаркаса полимерные стержни совмещают со стальными стержнями.
• Невозможность применения сварки. Композит от сильного нагрева (выше 1500 С) разрушается. На заводе можно заказать стекловолоконные стержни с металлическими концами, чтобы была возможность сваривать арматуру в единый каркас.
• При резке стержней возникает опасность попадания мелкой острой пыли в органы дыхания и зрения. Работник должен работать в респираторе и защитных очках.

Работа с полимерными изделиями должна выполняться с соблюдением следующих правил:

• Брать, перемещать композитные стержни следует надев перчатки. Для этого лучше использовать хлопчатобумажные перчатки или рукавицы с нанесённым на тыльную сторону латексного покрытия.
• Бухты со стержнями диаметром до 10 мм переносят вручную. А бухты с композитом диаметром 12 мм и более перекатывают по территории. Нельзя допускать падения арматурной скрутки с высоты более чем 500 мм.
• Разматывают бухту только в вертикальном положении. Удаляют элементы упаковки и оставляют кольца, чтобы было удобнее нарезать арматуру на отрезки нужной длины.
• Режут композит диаметром до 8 мм угловой машинкой. Более крупные стержни разрезают дисковой пилой. Резчик должен работать в защитных очках и перчатках.
• Вязку арматуры осуществляют с помощью стальной проволоки и нейлоновых хомутов. Как это делается – смотрите ниже.

Сборка каркаса и вязка элементов

Монтаж композитного каркаса отличается от стального.

• Кардинальное отличие технологии вязки армокаркасов из композитных материалов от монтажа стальной арматуры заключается в том, что пластиковые стержни не могут гнуться. Поэтому узлы соединений частей полимерной конструкции представляют собой пересечения стержней под прямым углом.
  
• При возведении монолитных фундаментов композитную арматуру вяжут стальной проволокой с помощью вязального крючка, также используют «арматуровязчик» – специальный агрегат, работающий на аккумуляторе. Кроме того, для фиксации стержней в местах пересечений используют пластиковые клипсы. Для этого арматуру вкладывают в пазы и нажимают на ней рукой до щелчка.
  
• Для выдержки расстояний между арматурными сетками по вертикали применяют специальные пластиковые стойки. Помимо того, каждый столбик тоже является армирующим элементом каркаса.
  
• Автоматический вязчик сокращает монтаж каркаса в пять раз. Производительность инструмента выражается во времени, потраченном на создание одного арматурного узла, оно равно 0,98 секунды.
  
• В опалубке фундамента порой экономически целесообразно соединять полимерные стержни нейлоновыми стяжками. Их цена настолько низкая, что практически не влияет на удорожание монолитной конструкции.
  

Есть ли отличия армирования разных видов оснований?

Монолитные фундаменты бывают столбчатыми, ленточными и плитными конструкциями. Правила армирования для всех видов монолитных оснований одинаковы. Это в основном относится к нормативным зазорам между опалубкой, днищем и арматурным каркасом.

Потребитель всегда хочет развеять свои сомнения в том или ином продукте. Для этого он нередко обращается к сетевым форумам. Форумы, обсуждающие достоинства и недостатки композитной арматуры, помогают застройщику сориентироваться в правильном выборе марки полимерных стержней.

Многочисленные отзывы тех на различных форумах, кто пользовался композитной арматурой для возведения монолитных конструкций, в том числе и фундаментов, можно обобщить в следующей редакции:

• предпочтение композитной арматуре отдавали застройщики, у которых подвал дома планировался стать жилым помещением;
• выбор в пользу полимерной арматуры делался с целью существенного снижения давления дома на слабое грунтовое основание;
• при большом изгибающем моменте в основании фундаментной плиты выбирали композит в качестве арматуры, стержни которой в 3 раза прочней на разрыв стальных длинномеров;
• привлекательной особенностью полимерных стержней является их полная невосприимчивость коррозии.

Вот несколько форумов, где проходит активное обсуждение преимуществ и недостатков пластиковой арматуры для вязки арматурных каркасов по сравнению со стальным стержнями, обмен опытом применения композита в домашнем строительстве:

• srbu.ru;
• forumhouse.ru;
• forum.sakh.com.

Видео-отзыв об использовании стеклопластиковой арматуры для фундамента:

Заключение

При выборе вида арматуры для заливки монолитного фундамента, нужно в каждом конкретном случае взвесить все за и против стали или композита. Здесь играет большую роль не только прочность и надёжность, но и стоимость продукции.

Композитная арматура – плюсы, минусы, характеристики

Рассказываем о композитной арматуре, её плюсах и минусах, разбираем отзывы строителей.

Строительная композитная арматура представляет собой неметаллические волокна, связанные композитным составом. И хоть известна она ещё с 70-х годов прошлого века, в России пока не все имеют опыт работы с этим материалом. Рассказываем о композитной арматуре, её плюсах и минусах, разбираем отзывы строителей.

Нет времени читать всю статью? Сохраните её в социальных сетях или отправьте себе в мессенджер!

Арматура композитная полимерная (АКП) — инновационный продукт, альтернатива традиционной стальной арматуре. Разработки велись в 60-х годах прошлого столетия параллельно в нескольких странах — как в СССР, так и в США. С применением композитной арматуры построено большое количество объектов в странах Европы, Японии, Канаде. Словом, за рубежом технологичный продукт получил широкое распространение. Узнайте больше как он используется в Европе и мире из нашей статьи. В России производство арматуры на основе композита регламентируется ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций», разработанного на базе ISO 10406-1:2008.

Материалом для изготовления арматуры служат углерод, базальт, арамид или стекло. Волокна сырья соединяются между собой в единый стержень, на который дополнительно наматывается ребро.

Далее стержень проходит через печь, где и твердеет под воздействием высокой температуры. По типу используемого типа сырья разделяют несколько видов неметаллической арматуры, плюсы и минусы каждой из которых незначительно различаются:

• АСК (стеклокомпозитная) — изготавливается в результате смешивания стекловолокна и специальных смол.
• АБК (базальтокомпозитная) — производится из волокон базальта, а роль связующего вещества выполняют органические смолы.
• АУК (углекомпозитная) — прочная арматура на основе углеводорода, но дороже композитных аналогов.
• ААК (арамидокомпозитная) — состоит из полиамидных волокон, которые по составу напоминают капрон или нейлон.
• АКК (комбинированная композитная) — стержни из стекловолокна, с внешней намоткой из базальтопластика.

Номинальные диаметры АКП согласно ГОСТ:

4 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/4-mm/;6 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/6-mm/;8 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/8-mm/;10 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/10-mm/;12 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/12-mm/;14 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/14-mm/;16 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/16-mm/;18 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/18-mm/;20 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/20-mm/;22 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/22-mm/;24 link=https://21kompozit.ru/stekloplastikovaya-armatura/24-mm/;28;32

На примере завода «Композит 21» композитная стеклопластиковая арматура диаметром до 12 мм изготавливается в хлыстах по 3 и 6 метров, а также в бухтах по 50 и 100 метров. Стержни свыше 14 мм в диаметре выпускаются только в хлыстах. Сворачивание в бухты — один из плюсов АКП по сравнению со стальной арматурой, изготавливаемой прутками по 11,7 метра.

Для лучшего сцепления с бетоном профиль композитной арматуры не делают гладким. Различают два вида профилей:

1. Условно-гладкий — для улучшения адгезии с бетоном стеклопластиковый стержень покрывают мелкофракционным кварцевым песком.
2. Периодический — в процессе производства на стержень наматывается жгут из стекловолокна, который и служит анкеровочным ребром.

В отношении любого стройматериала можно назвать как преимущества, так и недостатки. В случае с АКП плюсов больше, чем минусов. Плюсы:

• легкий вес;
• высокая разрывная прочность;
• экономичность;
• энергоэффективность;
• долговечность;
• радиопрозрачность;
• простота монтажа;
• низкая теплопроводность;
• коэффициент расширения, схожий с бетоном.

Минусы:

• низкий модуль упругости;
• низкая термостойкость;
• сложность производства.

Разберем каждый плюс и минус подробнее.

Небольшой вес

Если сравнивать с металлом, то АКП легче в 8 раз. При её использовании снижается общий вес конструкции и нагрузка на фундамент. Также покупатели значительно экономят при транспортировке.

Высокая прочность

По данным испытаний, у композитной арматуры прочность на разрыв (или же сопротивление растяжению) в несколько раз выше, чем у стальной — 1000 МПа против 390 МПа соответственно.

Экономичность

Если использовать стеклопластиковую арматуру вместо стальной, то даже при замене диаметр в диаметр, она будет дешевле. А учитывая, что вместо металла можно использовать АКС меньшего размера, то экономия будет ещё значительнее. Также учитывайте экономию при транспортировке. К примеру, для армирования плитного фундамента требуется 4000 погонных метров. Чтобы привезти стальную арматуру потребуется длинномер, а стеклопластиковую можно увезти на легковом автомобиле.

Энергоэффективность

В строительных объектах, армированных композитной арматурой, рациональнее расходуются энергетические ресурсы. Этим объясняется популярность АКП на Западе, где энергоэффективность зданий — важный фактор в строительстве.

Долговечность

Срок службы более 80 лет. АКП устойчива к воздействию щелочей, кислот и к коррозии. Этот плюс стоит учитывать при возведении морских сооружений и укреплений для береговых линий.

В Канаде прошли испытания мореходных суден, изготовленные с применением стекловолокна и отслуживших более 60 лет. В результате тестов выяснилось, что существенного ухудшения прочности за шесть десятков лет эксплуатации не произошло.

Радиопрозрачность

АКП не создает помех для электромагнитных волн и радиосигналов. Её регулярно применяют при обустройстве кабинетов МРТ и научно-исследовательских станций, где используются сложные электрические приборы.

Коэффициент расширения как у бетона

Арматура и бетон одинаково реагируют на циклические температурные изменения, из-за чего внутри бетонной конструкции не возникает напряжения и трещин.

Простота монтажа

Вязка арматуры под силу любому рабочему с минимальным набором инструментов. При армировании длинных участков, её не нужно сваривать каждые 12 метров, как стальную, а просто размотать бухту и нарезать необходимую длину.

Низкий модуль упругости

Модуль упругости АКП меньше, чем у стали в 4 раза. Она легко изгибается и в некоторых случаях это может быть недостатком. Например, для армирования перекрытий композитными стержнями придётся делать специальные расчёты.

Низкая термостойкость

Композитная арматура относится к классу горючести Г1, то есть это самозатухающий материал. Но предел температуры, при которой она не теряет своих физико-механических свойств, невысокий, всего 200 градусов. То есть, применение АКП целесообразно в тех случаях, когда высокотемпературный нагрев исключен.

Сложность производства

Изготовление полимерной арматуры — высокотехнологичный и сложный процесс, требующий строгого соблюдения технологии, внимания к деталям и контроля качества. Любой может купить станок для производства, но не каждый способен сделать качественный продукт.

Покупатели не умеют на глаз определять некачественный товар, чем пользуются недобросовестные продавцы. Из-за продажи материала, изготовленного с нарушением технологии, вокруг АКП сложился негативный имидж.

Впрочем, эта проблема решаема — сотрудничайте лишь с крупными и проверенными производителями.

Миф №1. Нельзя применять композитную арматуру из-за низкого модуля упругости. На самом деле значение этого показателя важно только в работающих на прогиб конструкциях. А для элементов конструкций, расположенных на упругом основании важность этого фактора сводится к нулю, поскольку само основание не даст элементу прогнуться. Миф №2. Композитная арматура опасна для здоровья. На некоторых сайтах можно встретить утверждения, что АКП не экологична. На самом деле, в ГОСТе прописаны требования к безопасности арматуры. Регламентируется уровень запаха, удельная эффективная активность радионуклидов, концентрация определенных веществ.

Если эти показатели выше нормы, то можно говорить о том, что АКП опасна для здоровья. Тут вопрос доверия к производителю. Мы, например, провели санитарно-эпидемиологическую экспертизу нашей арматуры, которая показала полное соответствие нормам и безопасна для здоровья.

Миф №3. Композитная арматура дороже стальной.

Также злые языки утверждают, что АКП дороже стальной арматуры. На самом же деле, можно просто открыть сайт магазина «Леруа Мерлен» и сравнить цены.

Цена за метр металлической арматуры 10 мм — 48 рублей, цена стеклопластиковой арматуры 10 мм — 34 рубля за метр.

А если использовать, как принято, АКП меньшего диаметра (согласно таблице равнопрочной замены), то разница в цене будет ещё более существенна.

Добавьте сюда экономию при транспортировке, а также экономию при эксплуатации здания. И всё станет очевидно. На форумах много пишут про композитную арматуру. Отзывы как положительные, так и отрицательные. Впрочем, нельзя забывать, что часто негативный образ складывается из-за товара низкого качества или ошибок в его применении.

Отзыв №1. Арматура хорошая, но применять я её, конечно, не буду…

Пользователь форума признаёт, что стеклопластик и удобнее, и дешевле, но всё равно доверяет металлу. Сложно принять новый незнакомый материал, пусть даже его активно используют в Европе уже несколько десятилетий.

Отзыв №2. Много плюсов, но есть и минусы

Комментатор правильно подметил, что у многих производителей качество не очень. Мы и сами видели образцы с так называемым гидроударом (внутренними трещинами), который возникает из-за нарушений технологии производства.

Отзыв №3. Хороша для фундаментов, не подходит для перекрытий

Совершенно верно. В перекрытиях композитную арматуру следует применять с осторожностью. Если быть более правильным, применение в плитах перекрытий требует специального расчёта от инженера-проектировщика.

Отзыв №4. Нет контроля качества у производителей.

Стенограмма отзыва с видео:Почему стеклопластиковая арматура не столь популярна в строительстве? Казалось бы очень хороший материал, удобный в работе, но всё же. Помимо конструктивных особенностей, например, стеклопластиковую арматуру нельзя использовать в консолях, в каких-то балках, ещё и отношение производителей к качеству очень плохое. То есть, вот например, я купил арматуру и видно — здесь желтоватый цвет, здесь уже коричневатый. Какие-то наплавы на ней непонятные. Почему-то она стала местами коричневая. И ещё один момент. Я распустил бухту, а здесь уже сломан стержень в некоторых местах. В четырёх местах арматура сломана. Это как её нужно было скручивать, чтобы так сломать. Мне кажется, по причине отсутствия контроля качества это арматура не так популярна как металлическая, вернее стальная.

Снова обратимся к ГОСТ 31938-2012, согласно которому технические характеристики АКП должны соответствовать следующим параметрам:

;АБК;АСК;ААК;АУК;АКК

Предел прочности при сжатии, МПа;300;300;300;300;300
Предел прочности при растяжении, ГПа;800;800;1400;1400;1000
Предел прочности при поперечном срезе, МПа;150;150;190;350;190
Модуль упругости при растяжении, МПа;50;50;70;130;100

Как видно из таблицы, стеклокомпозитная и базальтокомпозитная арматура уступают по своим характеристикам другим видам. Но при этом они и дешевле. Поэтому по соотношению «цена-качество» они будут самыми оптимальными, а другие виды не получили широкого распространения. Если же сравнить стеклопластиковый и базальтовый стержни между собой, то второй, в свою очередь, дороже. Хотя по характеристикам они абсолютно одинаковые. Единственное различие — это верхний порог температуры, которую способен выдержать материал без потери физико-механических свойств. Для АСК — 200 градусов, для АБК — 400 градусов. Поэтому, переплачивать за базальтовые армирующие материалы стоит только в том случае, если показатель термостойкости важен для вашего объекта. Композитная арматура набирает все большую популярность в нашей стране, вытесняя стальную на всё большем и большем количестве объектов.

Сравнение принято проводить по электрическим и физико-механическим характеристикам, взаимодействием с внешними факторами и экологичности обоих материалов. Все эти показатели приведены в следующей таблице.

Недостаточно высокая популярность неметаллических армирующих материалов объясняется относительной молодостью по сравнению с металлом. Материал разработан лишь во второй половине XX века и пока нет фактических подтверждений 80-летнему сроку службы материала. Хотя, например, газобетон также появился в СССР примерно в эти же годы и пока не подтвердил своей долговечности. Но это не мешает застройщикам активно использовать его при строительстве домов. К примеру, в Новосибирской области 95% новых зданий возводится из газобетонных блоков. В любом случае, не бывает идеальных материалов, каждый обладает как плюсами, так и минусами. А выбор каждый для себя делает сам.

Статья была вам полезна? Если да, то поделитесь ею в социальных сетях! Или читайте ещё один наш материал об эксперименте по изготовлению забивной сваи из композитной арматуры.

Стеклопластиковая арматура: характеристики и применение композитной стеклоарматуры

Стеклопластиковая арматура, появившаяся на отечественном рынке относительно недавно, стала достойной альтернативой традиционным пруткам, изготовленным из металла.

Стеклоарматура, как еще называют данный материал, обладает многими уникальными характеристиками, которые выгодно выделяют ее среди других изделий подобного назначения.

Между тем подходить к выбору арматуры из стеклопластика следует очень взвешенно.

Стеклопластиковая арматура в пачках

Что собой представляет арматура из стеклопластика

Стеклопластиковая арматура, если разбираться в ее конструктивных особенностях, представляет собой неметаллический стержень, на поверхность которого нанесена навивка из стекловолокна.

Диаметр спиралевидного профиля арматуры, изготовленной из композитных материалов, может варьироваться в интервале 4–18 мм.

Если диаметр прутка такой арматуры не превышает 10 мм, то она отпускается заказчику в бухтах, если превышает – то прутками, длина которых может доходить до 12 метров.

Для изготовления композитной арматуры могут быть использованы различные типы армирующих наполнителей, в зависимости от этого она подразделяется на несколько категорий:

• АСК – изделия, изготовленные на основе стеклопластика;
• АУК – углекомпозитные армирующие изделия;
• АКК – арматура, выполненная из комбинированных композитных материалов.

На отечественном рынке наибольшее распространение получила стеклопластиковая арматура.

Различные стержни стеклопластиковой арматуры

Особенности структуры

Стеклопластиковая арматура – это не просто пруток из композитного материала. Она состоит из двух основных частей.

• Внутренний стержень представляет собой параллельно расположенные волокна стеклопластика, соединенные между собой при помощи полимерной смолы. Отдельные производители выпускают арматуру, волокна внутреннего ствола которой не параллельны друг другу, а завиты в косичку. Следует отметить, что именно внутренний стержень арматуры из стеклопластика формирует ее прочностные характеристики.
• Внешний слой арматурного прутка, изготовленного из стеклопластика, может быть выполнен в виде двунаправленной навивки из волокон композитного материала либо в виде напыления мелкофракционного абразивного порошка.

Стеклопластиковые арматурные стержни с абразивным напылением

Конструктивное исполнение арматурных прутков из стеклопластика, которое во многом определяет их технические и прочностные характеристики, зависит от фантазии производителей и применяемых ими технологий изготовления данного материала.

Основные свойства

Стеклопластиковая арматура, согласно результатам многочисленных исследований, проведенных компетентными организациями, обладает рядом характеристик, выгодно отличающих ее от других материалов подобного назначения.

• Арматурные прутки из стеклопластика обладают небольшой массой, которая меньше веса аналогичных изделий из металла в 9 раз.
• Стеклопластиковая арматура, в отличие от изделий из металла, очень устойчива к коррозии, отлично противостоит воздействию кислой, щелочной и соленой сред. Если сравнивать коррозионную устойчивость такой арматуры с аналогичными свойствами изделий из стали, то она выше в 10 раз.
• Свойство проводить тепло у стеклопластиковой арматуры значительно ниже, чем у изделий из металла, что минимизирует риск возникновения мостиков холода при ее использовании.
• За счет того, что арматура из стеклопластика транспортируется значительно проще, а срок ее эксплуатации значительно дольше, чем у металлической, ее применение более выгодно в финансовом плане.
• Стеклопластиковая арматура – это диэлектрический материал, который не проводит электрический ток, обладает абсолютной прозрачностью для электромагнитных волн.
• Использовать такой материал для создания армирующих конструкций значительно проще, чем металлические прутки, для этого нет необходимости в применении сварочного оборудования и технических устройств для резки металла.

Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры

Благодаря своим бесспорным достоинствам стеклопластиковая арматура, появившись относительно недавно на отечественном рынке, уже успела завоевать высокую популярность как у крупных строительных организаций, так и у частных застройщиков. Между тем обладает такая арматура и рядом недостатков, к наиболее значимым из которых следует отнести:

• достаточно низкий модуль упругости;
• не слишком высокую термическую устойчивость.

Низкий модуль упругости стеклопластиковой арматуры является плюсом при изготовлении каркасов для укрепления фундамента, но большим минусом в том случае, если она используется для армирования плит перекрытия. При необходимости обращения в таких случаях именно к этой арматуре предварительно необходимо провести тщательные расчеты.

График замены стальной арматуры на композитную

Невысокая термическая устойчивость стеклопластиковой арматуры является более серьезным недостатком, ограничивающим ее применение.

Несмотря на то, что такая арматура относится к категории самозатухающих материалов и не способна служить источником распространения огня при ее применении в бетонных конструкциях, при высоких температурах она утрачивает свои прочностные характеристики.

По этой причине использоваться такая арматура может только для укрепления тех конструкций, которые не подвергаются воздействию высоких температур в процессе эксплуатации.

Еще одним значимым недостатком арматуры, изготовленной из стеклопластика, следует отнести то, что со временем она утрачивает свои прочностные характеристики. Этот процесс значительно ускоряется, если она подвергается воздействию щелочных сред. Между тем такого недостатка можно избежать, если применять стеклопластиковую арматуру, изготовленную с добавлением редкоземельных металлов.

Как и из чего производят стеклопластиковую арматуру

Многим стеклопластиковая арматура знакома не только по фото в интернете, но и на практике применения в строительстве, однако мало кто знает, как она производится.

Технологический процесс производства арматурных прутков из стеклопластика, за которым очень интересно наблюдать по видео, легко поддается автоматизации и может быть реализован на базе как крупных, так и небольших производственных предприятий.

Технологическая линия производства стеклопластиковой арматуры

Для изготовления такого строительного материала прежде всего необходимо подготовить сырье, в качестве которого используется алюмоборсиликатное стекло. Чтобы придать исходному сырью требуемую степень тягучести, его расплавляют в специальных печах и уже из полученной массы вытягивают нити, толщина которых составляет 10–20 микрон.

Толщина полученных нитей настолько невелика, что, если снять их на фото или видео, то без увеличения полученной картинки их не разглядеть. На стеклонити при помощи специального устройства наносится маслосодержащий состав. Затем из них формируются пучки, которые получили название стеклоровинга.

Именно такие пучки, собранные из множества тонких нитей, являются основой стеклопластиковой арматуры и во многом формируют ее технические и прочностные характеристики.

Устройство подогрева и разделения нитей

После того как нити из стеклопластика подготовлены, они подаются на производственную линию, где их и превращают в арматурные прутки различного диаметра и разной длины. Дальнейший технологический процесс, познакомиться с которым можно по многочисленным видео в интернете, выглядит следующим образом.

• Через специальное оборудование (шпулярник) нити подаются на натяжное устройство, которое одновременно выполняет две задачи: выравнивает напряжение, имеющееся в стеклонитях, располагает их в определенной последовательности и формирует будущий арматурный стержень.
• Пучки нитей, на поверхность которых предварительно был нанесен маслосодержащий состав, обдаются горячим воздухом, что необходимо не только для их просушки, но и для незначительного нагревания.
• Прогретые до требуемой температуры пучки нитей опускаются в специальные ванны, где пропитываются связующим веществом, также нагретым до определенной температуры.
• Потом пучки нитей пропускаются через механизм, при помощи которого выполняется окончательное формирование арматурного стержня требуемого диаметра.
• Если изготавливается арматура не с гладким, а с рельефным профилем, то сразу после выхода из калибровочного механизма осуществляется навивка пучков из стеклонитей на основной стержень.
• Чтобы ускорить процесс полимеризации связующих смол, готовый арматурный пруток подается в туннельную печь, перед входом в которую на прутки, изготавливаемые без навивки, наносится слой мелкофракционного песка.
• После выхода из печи, когда стеклопластиковая арматура практически готова, стержни охлаждают при помощи проточной воды и подают на резку либо на механизм их сматывания в бухты.

Отрезной механизм – последнее звено в производстве композитной арматуры

Таким образом, технологический процесс изготовления стеклопластиковой арматуры не такой сложный, о чем можно судить даже по фото или видео его отдельных этапов. Между тем такой процесс требует использования специального оборудования и строгого соблюдения всех режимов.

На видео ниже можно более наглядно ознакомиться с процессом производства композитной стеклоарматуры на примере работы производственной линии ТЛКА-2.

Параметры – вес, диаметр, шаг навивки

Арматура, для изготовления которой используется стекловолокно, характеризуется рядом параметров, определяющих область ее применения. К наиболее значимым относятся:

• вес одного погонного метра арматурного прутка;
• для изделий с рельефным профилем – шаг навивки пучков стекловолокна на их поверхности;
• диаметр арматурного стержня.

На сегодняшний день арматура с рельефным профилем выпускается преимущественно с шагом навивки, равным 15 мм.

Выбор диаметра стеклопластиковой арматуры

Наружный диаметр арматурного прутка характеризуется номером, который присваивается изделию в соответствии с Техническими условиями производства подобной продукции.

В соответствии с ТУ, арматурные прутки из стекловолокна сегодня выпускаются под следующими номерами: 4; 5; 5,5; 6; 7; 8; 10; 12; 14; 16; 18.

Вес погонного метра арматурных прутков из стекловолокна, представленных на современном рынке, варьируется в пределах 0,02–0,42 кг.

Виды стеклопластиковой арматуры и сферы ее применения

Арматура, для производства которой используется стекловолокно, имеет множество разновидностей, различающихся между собой не только по диаметру и форме профиля (гладкая и с рифлением), но и по области использования. Так, специалисты выделяют стеклопластиковую арматуру:

• рабочую;
• монтажную;
• распределительную;
• специально предназначенную для армирования бетонных конструкций.

В зависимости от решаемых задач такая арматура может использоваться в виде:

• штучных прутков;
• элементов армирующих сеток;
• арматурных каркасов различной конструкции и габаритов.

Арматурная стеклопластиковая сетка 100х100 мм

Несмотря на то, что арматура, изготовленная из стеклопластика, появилась на отечественном рынке недавно, предприятия, строительные компании и частные лица уже достаточно активно используют ее для решения различных задач. Так, набирает популярность применение стеклопластиковой арматуры в строительстве.

С ее помощью армируют фундаменты и другие конструкции из бетона (дренажные колодцы, стены и др.), ее применяют для укрепления кладки, выполняемой из кирпича и блочных материалов.

Технические характеристики стеклопластиковой арматуры позволяют успешно использовать ее в дорожном строительстве: для армирования дорожного полотна, укрепления насыпей и слабых оснований, создания монолитных бетонных оснований.

Частные лица, самостоятельно занимающиеся строительством у себя на приусадебном участке или на даче, также успели оценить достоинства данного материала.

Интересен опыт применения стеклопластиковой арматуры на дачах и в огородах частных домов в качестве дуг для возведения парников.

В интернете можно найти множество фото таких аккуратных и надежных конструкций, которые не подвержены коррозии, легко ставятся и так же легко демонтируются.

Каркас самодельного парника из стеклопластиковой арматуры

Большим преимуществом использования такого материала (особенно для частных лиц) является простота его транспортировки. Смотанную в компактную бухту стеклопластиковую арматуру можно увезти даже на легковом автомобиле, чего нельзя сказать об изделиях из металла.

Что лучше – стеклопластик или сталь?

Чтобы ответить на вопрос, какую арматуру лучше использовать – стальную или стеклопластиковую, – следует сравнить основные параметры этих материалов.

• Если арматурные прутки из стали обладают и упругостью, и пластичностью, то стеклопластиковые изделия – только упругостью.
• По пределу прочности стеклопластиковые изделия значительно превосходят металлические: 1300 и 390 МПа соответственно.
• Более предпочтительным является стекловолокно и по коэффициенту теплопроводности: 0,35 Вт/м*С0 – против 46 у стали.
• Плотность арматурных прутков из стали составляет 7850 кг/м3, из стекловолокна – 1900 кг/м3.
• Изделия из стекловолокна, в отличие от арматурных прутков из стали, обладают исключительной коррозионной устойчивостью.
• Стекловолокно – это диэлектрический материал, поэтому изделия из него не проводят электрический ток, отличаются абсолютной прозрачностью для электромагнитных волн, что особенно важно при строительстве сооружений определенного назначения (лаборатории, исследовательские центры и др.).

Между тем изделия из стекловолокна недостаточно хорошо работают на изгиб, что ограничивает их применение для армирования плит перекрытия и других сильно нагруженных бетонных конструкций.

Экономическая целесообразность использования арматурных прутков, изготовленных из композитных материалов, заключается еще и в том, что их можно приобрести ровно такое количество, которое вам необходимо, что делает их применение практически безотходным.

Резюмируем все вышесказанное. Даже учитывая все уникальные характеристики композитной арматуры, применять ее следует очень обдуманно и только в тех сферах, где данный материал проявляет себя лучше всего. Нежелательно использовать такую арматуру для укрепления бетонных конструкций, которые в процессе эксплуатации будут испытывать очень серьезные нагрузки, способные стать причиной ее разрушения. Во всех же остальных случаях применение арматуры из стекловолокна и других композитных материалов подтвердило свою эффективность.

Композитная стеклопластиковая арматура назначение, технические характеристики, свойства и область применения

Композитная стеклопластиковая арматура – вид строительной арматуры, она производится в виде стержней разной длинны, имеющих внешнее сечение в виде спирали. Изготавливается из стекловолокна и связующих смол. Волокно обеспечивает необходимую прочность, а смола связывает волокна между собой.

Внедрение в технологию строительства данной арматуры не только снижает стоимость работ до 50%, но также увеличивает срок эксплуатации объекта. Достоинством данной арматуры является высокая прочность и малый удельный вес. Поэтому такая арматура является сильным конкурентом простой металлической арматуры.

Стеклопластиковая арматура обладает рядом физико-механических качеств позволяющих использовать ее в очень агрессивных средах. Со временем материал не ржавеет, не разрушается при контакте с бетоном.

Благодаря своим плюсам, композитная стеклопластиковая арматура практически вытеснила металлическую во многих областях строительства: армирование ленточных и монолитных фундаментов в малоэтажном строительстве, армировании бетонной стяжки пола. Она нашла применение во многих уголках нашей планеты.

Используется при строительстве небоскребов в странах Востока, стройплощадках Европы, а в Японии — это основной вид арматуры при строительстве зданий, к которым предъявляют повышенные требования к сейсмической устойчивости.

Характеристики Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС) Материал Стеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы Предел прочности при растяжении, МПа

Модуль упругости, Мпа

Относительное удлинение, %

Плотность, т/м3

Коэффициент линейного расширения αх*10-5/°C

Временное сопротивление при растяжении, МПа

Коррозионная стойкость к агрессивным средам

Теплопроводность

Электропроводность

Выпускаемые профили, мм

Длина

Экологичность

Долговечность

Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м2

1000-1300
50 000
2,2
1,9
9-12
От 750
Нержавеющий материал, первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона
Нетеплопроводна
Неэлектропроводна — диэлектрик
4 — 24
Возможна любая длина стержней и поставка в бухтах.
Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ
Прогнозируемая долговечность не менее 100 лет
При использовании арматуры 8 АКС размер ячейки 23 x 23 см. вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз.

— Композитная арматура в 9 раз легче классической арматуры из металла, при этом ее прочностные характеристики лучше в 3 раза. Это дает возможность уменьшать диаметр, сохраняя все необходимые характеристики.

— Стеклопластиковая арматура имеет долгий срок эксплуатации. Срок годности арматуры из композитных материалов практически не ограничен. По мнению экспертов, данная арматура способна сохранять свои технические характеристики в возведенном объекте не менее 80-100 лет. Это позволяет минимизировать ремонтные работы и повысить срок эксплуатации готового объекта.

— Устойчивость к химическим воздействиям. Стеклопластиковая арматура не реагирует на воздействие щелочной и кислотных сред.

В процессе ее эксплуатации не происходит окисление, и соответственно нет проявлений коррозии.

Это позволяет избавиться от появления трещин и разрушения бетонных конструкций в следствии внутренних напряжений. Такие напряжения появляются при коррозии металлической арматуры.

— Не является источником электромагнитных помех. Имеет низкий коэффициент теплопроводности.

— Стеклопластиковая арматура, благодаря своим уникальным диэлектрическим и теплопроводным свойствам широко используется при возведении жилых домов.

Армирование бетонных конструкций материалом с хорошими диэлектрическими свойствами позволяет избавиться от возможных электромагнитных помех, после введения здания в эксплуатацию.

Низкий коэффициент теплопроводности, дает возможность экономить на отоплении зданий, так как стеклопластиковая арматура не создает «мостки холода» и не увеличивает потери тепла.

— Стоимость стеклопластиковой арматуры в 1.5 – 2 раза ниже, чем стоимость стальной арматуры равнопрочностного диаметра. Большая экономия при строительстве достигается за счет уменьшения стоимости как самого материала, так и стоимости его доставки и монтажа. Стеклопластиковую арматуру легко разгружать, при этом не требуется специальная техника или большое количество рабочих.

— Простота в доставке. Стеклопластиковая композитная арматура реализуется бухтами диаметр которых составляет порядка 1 метра. Вес такой бухты колеблется от 7 до 10 кг. Так упаковываются все виды арматуры, диаметр прутков которых не более 10 мм.

Это позволяет перевозить стеклопластиковую арматуру в легких грузовиках, или даже в багажнике легкового автомобиля.

Стальную арматуру перевозят в грузовых автомобилях с длинным кузовом, при этом для ее загрузки и разгрузке необходима специальная техника.

— Стеклопластиковая арматура обладает высокими противопожарными характеристиками. Данный материал не горит. Ее можно эксплуатировать внутри бетона в широком диапазоне температур от -70 до +600 градусов по шкале Цельсия. Если на арматуру в течении длительного времени воздействовать температурой более 200 градусов, то она, как и бетон, потеряет свои эксплуатационные свойства.

— Арматура изготовляется в прутах необходимой длинны. Это позволяет значительно экономить на остатках, и оптимизировать условия монтажа.

— Стеклопластиковая арматура имеет близкий к бетону коэффициент расширения. Благодаря этому она не разрушает бетон при повышении температуры, что повышает срок эксплуатации сооружения.

— Прочностные характеристики и внутренне напряжение в прутках не изменяются при изгибе стеклопластиковой арматуры. Поэтому, при развертывании бухты, пруток принимает свою первоначальную прямую форму. Это значительно ускоряет и облегчает монтажные работы, и дает возможность экономить на хранении и перевозке.

— Простота в монтаже. Арматуру можно «вязать» применяя минимальное количество подсобных инструментов и дополнительных материалов. Резать стеклопластик можно с помощью болгарки, торцовки или даже ножниц и кусачек.

Область применения

• Стеклопластиковая арматура используется при возведении различных зданий и сооружений, в соответствии с техническим заданием сформулированным в проекте строительства:
• — При строительстве производственных и гражданских зданий при армировании фундаментов, стяжек и стен.
• — Для укрепления автомагистралей и дорог местного значения внутри дорожного полотна.
• — Практически любых зданий и сооружений из бетона в качестве стержней и сеток в различных конструкциях.
• — При возведении кирпичных многослойных стен.

Надо отметить, что стеклопластиковая арматура наиболее актуально там, где имеется химически активная среда, и где применение металлической арматуры значительно ухудшает качественные характеристики возводимого сооружения. Ее использование оправдано при возведении портовых сооружений и для укрепления линии побережья и рек.

• — При строительстве канализационных и мелиорационных сооружений.
• — При строительстве сооружений с повышенными требованиями к химической устойчивости.
• — При проведении работ по внешнему утеплению зданий.
• — При производстве бетонных изделий с внутренним преднапряжением.
• — При реконструкции или возведении зданий с повышенной сейсмоустойчивостью.