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.
Появившаяся не так давно композитная арматура уже успела отвоевать львиную долю строительного рынка. В нашей статье мы расскажем о том, из чего она состоит, чем отличается от традиционной металлической и где применяется, а также рассмотрим самые распространенные мифы.
Композитная арматура было изобретена более 30 лет назад, однако широкое распространение получила только в последние несколько лет. Благодаря своим техническо-эксплуатационным характеристикам такой материал вполне способен выступить конкурентом классическим стальным армирующим прутьям.
Арматура из композитов внешним видом напоминает стальную, однако сделана она из волокон, пропитанных специальными связующими составами-затвердителями. В процессе изготовления на стержнях формируются ребра либо напыляется песочное покрытие для улучшения сцепления с бетоном.
Для производства арматуры применяют несколько видов композитных волокон:
- Стекловолокно с добавлением термореактивных смол — стеклопластиковая арматура.
- Базальтовое волокно с добавлением смол — базальтопластиковая арматура.
- Углеродное волокно (карбон) — углепластиковая арматура.
- Кевларовая нить от фирмы DuPont — кевларовая арматура.
Последние два вида используются крайне редко и в основном за рубежом. Составы углеводородных пластиков и кевлара разрабатывались для применения в космической и военной промышленности, поэтому они характеризуются одновременно и высокой прочностью, и заоблачной ценой.
Гражданское строительство отдает предпочтение стеклопластиковой арматуре, оптимальной по стоимости и спектру применения.
Преимущества и недостатки композитной арматуры
Самым уязвимым местом ЖБИ являются армирующие вставки из металла, подверженные коррозии. Обработка грунтовками либо использование сплавов проблему полностью не решают — металл рано или поздно ржавеет, разрушая бетон. Стеклопластиковая арматура не подвержена влиянию агрессивных сред, что является лишь одним из многочисленных плюсов:
- Показатели прочности на разрыв превосходят характеристики металла почти в три раза.
- В равнопрочном отношении композитная арматура весит в 9-11 раз меньше.
- Материал не только недорого стоит, но и позволяет значительно сэкономить на погрузке и транспортировке.
- В отличие от металла не образует мостиков холода, уменьшая теплопотери.
- Долговечность и стойкость к температурным перепадам.
- Обладает коэффициентом теплового расширения как у бетона, что снижает риск появления дефектов и трещин.
- Полностью диэлектрична и радиопрозрачна.
- Может изготавливаться как в виде прутьев, так и намоткой в бухты.
Испытания показывают и оборотную сторону медали — минусы композитной арматуры:
- Низкий модуль упругости требует проведения дополнительных расчетов при применении такой арматуры в плитах перекрытия.
- Низкая огнеустойчивость связана с тем, что композиты под воздействием высоких температур попросту плавятся, превращаясь в жидкость.
- Невозможность использования сварки.
- Невозможность изогнуть готовую арматуру на объекте.
Нужно заметить, что все отрицательные нюансы успешно решаются производителями и инженерами-проектировщиками: при возведении конструкций с высокой нагрузкой проводятся специальные изыскания и расчеты, для увеличения теплостойкости применяется дополнительная обработка бетонных составов и самой арматуры, все изогнутые детали изготавливаются на заводах согласно проектам.
Сравнительная характеристика металлической и композитной арматуры
При соблюдении строительных норм композитная арматура может заменить металлическую во всех сферах применения:
- Коттеджное строительство : любые виды фундаментов и гибких связей для стен.
- Бетонные конструкции в промышленных зданиях и многоэтажных домах.
- Производство тяжелых и легких бетонов.
- Слоистая кирпичная кладка различных типов.
- Берегоукрепление и строительство береговых сооружений (не боится контакта с водой).
- Укладка дорожного полотна (увеличивает срок службы на треть).
- Создание сейсмоустойчивых поясов (рекомендована для использования в зонах высоких вибраций).
- Возведение монолитных зданий с применением несъемной опалубки.
- Электрификация (осветительные опоры и ЛЭП).
- Изготовление железнодорожных шпал.
Характеристики композитной арматуры нагляднее всего представить в сравнении с металлическими аналогами:
| Металлическая арматура класса А-III (А400С) | Стеклопластиковая арматура | Базальтопластикоая арматура | |
| Материал | Сталь 35ГС, 25Г2С и др. | Стекловолокно с диаметром 13-16 микрон, связанное полимером | Базальтовое волокно с диаметром 10-16 микрон, связанное полимером |
| Временное сопротивление при растяжении, МПа | 360 | 600-1200 (уменьшается с увеличением диаметра) | 700—1300 (уменьшается с увеличением диаметра) |
| Модуль упругости, МПа | 200 000 | 45 000 | 60 000 |
| Относительное удлинение, % | от 14 | 2,2 | 2,2 |
| Плотность, т/м 3 | 7,85 | 1,9 | 1,9 |
| Коррозийная стойкость | Ржавеет | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости | |
| Теплопроводность | да | нет | нет |
| Электропроводность | да | диэлектрик | диэлектрик |
| Профили (диаметр), мм | 6-80 | 4-20, в перспективе до 60 | 4-20, в перспективе до 60 |
| Длина, м | 6-12 (в связи с требованиям к транспортировке) | Любой размер | Любой размер |
Прикидывая целесообразность покупки композитной арматуры и сравнивая ее стоимость с металлической, многие обращают внимание только на цену погонного метра. Компания ROCKBAR (производитель стеклопластиковой арматуры) совместно с Университетом Шеффилда (Великобритания) провела сравнительные испытания на временное сопротивление и прочность материалов, результатом которых стала таблица равнопрочностной замены:
| Композитная арматура | Стальная арматура класса А-III (А400С) | ||||||
| Диаметр арматуры, мм | Вес 1 пог. м, кг | Кол-во метров в тонне | Стоимость пог. м, руб. | Диаметр арматуры, мм | Вес 1 пог. м, кг | Кол-во метров в тонне | Стоимость пог. м, руб. |
| 4 | 0,02 | 50000 | от 8,75 | 6 | 0,22 | 4504,5 | от 11,10 |
| 5 | 0,03 | 33333 | от 9,54 | 6 | 0,22 | 4504,5 | от 11,10 |
| 6 | 0,04 | 25000 | от 11,59 | 8 | 0,40 | 2531,7 | от 16,50 |
| 7 | 0,06 | 16667 | от 13,95 | 10 | 0,62 | 1620,8 | от 24,12 |
| 8 | 0,08 | 12500 | от 17,27 | 12 | 0,89 | 1126,1 | от 27,15 |
| 10 | 0,20 | 5000 | от 25,60 | 14 | 1,21 | 826,5 | от 39,12 |
| 12 | 0,23 | 4348 | от 35,38 | 16 | 1,58 | 632,9 | от 49,90 |
| 14 | 0,30 | 3333 | от 48,42 | 20 | 2,00 | 404,9 | от 77,05 |
| 16 | 0,35 | 2857 | от 61,88 | 22 | 2,47 | 335,6 | от 93,10 |
| 18 | 0,43 | 2326 | от 67,40 | 25 | 2,98 | 259,7 | от 121,00 |
| 20 | 0,60 | 1667 | от 84,10 | 28 | 4,83 | 207,0 | от 151,00 |
Примечание: цены взяты с официальных сайтов производителей, в розничных сетях могут немного отличаться в большую сторону.
Несложные подсчеты показывают, что экономия при покупке арматуры из композитных материалов может доходит до 2 раз по сравнению с металлической. Не стоит забывать и о других статьях расходов:
- экономия на доставке за счет легкости и компактности;
- экономия на погрузке и выгрузке — не нужно нанимать рабочих;
- экономия на расходных материалах — стеклопластик можно нарезать кусачками или болторезом;
- экономия на обрезках — арматура в бухтах нарезается по необходимым размерам без отходов.
Осторожно: недобросовестные производители
Внедрение инноваций на рынке строительных материалов всегда проходит «со скрипом». Композитная арматура не стала исключением. С одной стороны, появилось множество крупных и мелких производителей. С другой, все заводы работают по собственным техническим условиям и пытаются заманить покупателя хитрыми уловками. Рассмотрим наиболее распространенные мифы.
Миф: Наша продукция лучше, поскольку мы добавляем секретные компоненты (которые еще и придают нетипичный яркий цвет).
Факт: Пигментация не влияет на прочность, единственный ее плюс — эстетичность. Более того, неправильно подобранный пигмент может ухудшить эксплуатационные свойства. Все технические характеристики должны быть подтверждены документально в протоколах испытаний.
Миф: Чем чаще расположены обмоточные ребра, тем прочнее арматура.
Факт: Обмоточные ребра служат для увеличения сцепления с бетонным составом и никак не влияют на разрыв, прочность и сжатие арматуры. Единственное исключение — песчаное покрытие, равномерно распределяющее нагрузку по всей длине прута.
Миф: Стеклопластиковую арматуру можно сломать руками, о какой прочности может идти речь?
Факт: Арматура из композитных материалов работает на продольные, а не поперечные нагрузки.
К сожалению, ГОСТы на композитную арматуру пока отсутствуют. Поэтому выбирайте продукцию от проверенных производителей, требуйте у продавца сертификаты и протоколы испытаний, сравнивайте их с приведенными выше показателями и не ведитесь на заманчиво низкую стоимость.
Ольга Данюшкина, рмнт.ру
Композитная арматура – это материал для армирования конструкций. Применяется преимущественно для армирования бетонных конструкций. Используется в строительстве зданий, дорог, резервуаров, прокладке коммуникаций и других целях.
Особенности изготовления
В отличие от металлического аналога производится не из стали, а имеет основу, представленную устойчивыми к разрыву углеродными, стеклянными или базальтовыми волокнами. Последние покрыты оболочкой из специального пластика. Для повышения жесткости используется эпоксидная смола, покрывающая волокна.
С целью улучшения сцепления с бетоном прутки обматывают тонким шнуром. Для изготовления последнего применяется тот же материал, из которого выполнена основа.
Шнур формирует винтовой рельеф, по аналогии с металлической арматурой. Для полимеризации эпоксидной смолы применяется специальная сушильная камера.
После полимеризации изделие немного вытягивают на специальном оборудовании, после чего режут на отрезки необходимой длины.
Некоторые производители перед полимеризацией посыпают композитные стержни песком для улучшения адгезии с бетоном.
Сферы использования
В отличие от металлической, композитная арматура имеет менее широкую сферу применения. Она применяется для улучшения соединения между отделочными фасадными материалами и несущими конструкциями. Также с ее помощью производится укладка дорожных плит. Арматуру из композитов применяют при сооружении опалубки резервуаров.
Может применяться в каркасах, сооружающихся для усиления фундаментов ленточной конструкции, а также в процессе изготовления бетонных полов. Но, в этих целях такая арматура применяется реже.
Армирование композитной арматурой плит перекрытия, перемычек и других конструкций, которые испытывают нагрузку на растяжение, выполнять не стоит. Это обусловлено более высоким уровнем гибкости композитов, в сравнении со сталью.
Эксплуатационные характеристики
Композитные материалы обладают значительно меньшим модулем упругости, в сравнении со сталью. У последней он составляет 200 гПа, тогда как у композитов варьируется в диапазоне 60-130 гПа.
Следовательно, в одинаковых условиях, стальная арматура начнет работать раньше, предотвращая растрескивание бетона. Пластиковая арматура будет продолжать гнуться, пока усилие не достигнет определенного значения.
В целом отзывы о композитной арматуре положительные. Но, необходимо учитывать, что она подходит только для определенных видов конструкций. В ряде случаев ее применение недопустимо из-за большей гибкости, низкой термостойкости и других характеристик.
Вся композитная арматура делиться на 4 вида, в зависимости от использующегося в основе материала:
- АСК – стеклопластик;
- АБК – базальт;
- АУК – углерод;
- АКК – комбинированная, стеклопластиковые и базальтовые волокна.
Самая дешевая – стеклопластиковая, цена на композитную арматуру за метр составляет около 10 руб. Но, это стоимость изделий самого тонкого диаметра – 4 мм. Самая толстая арматура из стеклопластика, с диаметром прута в 20 мм, имеет цену уже в районе 95-100 руб. за погонный метр.
При этом такие изделия наиболее распространены, однако обладают самой низкой прочностью в сравнении с другими видами. Максимальной прочностью обладает углеродистая композитная арматура (АУК). Но, и стоимость у нее самая высокая.
Преимущества и недостатки
Плюсы и минусы композитной арматуры исходят непосредственно из характеристик самих композитных материалов. К основным достоинствам можно отнести:
- химическая инертность. Материал полностью устойчив к коррозии и большинству агрессивных сред;
- низкая теплопроводность повышает теплоизоляционные параметры бетонных конструкций;
- инертна к воздействию магнитного поля и не препятствует прохождению радиоволн. Благодаря этому может применяться при возведении объектов, где не допускается экранирование электромагнитных волн;
- вес композитной арматуры в 3-4 раза ниже, в сравнении с металлическим аналогом. Это облегчает процесс монтажа и транспортировки;
- композиты не проводят электрический ток. Это исключает образование блуждающих токов, и снижает риск коротких замыканий при повреждении проводки.
Основные минусы:
- изгиб небольшого радиуса невозможно выполнить непосредственно на стройплощадке. Поэтому изогнутые изделия необходимо предварительно заказывать у изготовителя;
- невысокая термостойкость. Чрезмерный нагрев и возгорания могут привести к разрушению бетонной конструкции. Стекловолокно отличается высокой термостойкостью, однако полимеры, использующиеся для связывания волокон, теряют прочность при температуре выше +200°С;
- старение. Все полимерные материалы подвержены старению.
Стеклопластиковая или стальная арматура – что лучше?
Считается, что полимерная композитная арматура выигрывает у стальной за счет более доступной стоимости. Но, если изучить расценки металлобаз, ситуация порой оказывается противоположной. Стальные изделия зачастую на 20-25% дешевле.
Это обусловлено тем, что продавцы пластиковых изделий зачастую отталкиваются от так называемого «эквивалентного» диаметра. Суть в том, что композитная арматура более прочная на разрыв, в сравнении с металлической.
Следовательно, чтобы получить сходные со сталью показатели, можно использовать менее толстый композит. Поэтому считается, что количество композита для армирования будет меньшим, в сравнении с пластиком. Это и привело к появлению мнения о том, что пластик дешевле. Хотя если взять изделия одинакового диаметра, сталь обойдется дешевле.
Но, в действительности нужно использовать больше пластика, поскольку учитывается не только параметр устойчивости на разрыв, но и другие характеристики. Поэтому, какой материал лучше зависит от конкретного случая.
В некоторых ситуациях целесообразнее использовать композитную арматуру, в других нельзя обойтись без стали. У каждого вида изделий свое назначение. Поэтому при выборе следует исходить из поставленных целей, особенностей возводимого объекта и строительных норм.
Фото композитной арматуры
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 следует очень взвешенно.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Несмотря на то, что до сих пор ведутся споры о замене композитной арматуры на стальную, большинство выбирает именно композитную. И не зря, ведь у нее имеются неоспоримые преимущества. Легкость монтажа и транспортировки, коррозийная устойчивость и низкая теплопроводность экономят почти 60% средств при замене металлической арматуры на композитную. Армирование композитной арматуры производится в соответствии с нормативно-технической документацией.
Производство композитной арматуры «Армпласт»
Завод «Армпласт» самостоятельно производит неметаллическую композитную арматуру полимерную. Мы создаем ее в нескольких вариантах исполнения и нескольких видах – стеклопластиковую , базальтопластиковую и стеклобазальтовую .
Стеклопластиковая арматура производится из стеклянного ровинга и состоит из стеклопластикового стержня с базальтовой армирующей нитью в качестве периодического профиля.
Композитная и базальтовая арматура производятся из базальтового ровинга. Композитная стеклопластиковая арматура в свою очередь подразделяется на классическую стеклопластиковую арматуру с периодическим профилем, стеклопластиковую арматуру с песчаным покрытием и с песчаным покрытием и периодическим профилем. В этих видах композитной арматуры применяется песчаная посыпка и периодический профиль для большей адгезии с бетоном. Диаметры выше 12 мм выпускаются прутами, длиной, согласованной с заказчиком, а диаметры меньше 12 мм выпускаются бухтами.
