Плюсы и минусы строительной композитной арматуры. Плюсы и минусы композитной арматуры

Плюсы и минусы строительной композитной арматуры. Плюсы и минусы композитной арматуры

Композитная арматура имеет как преимущества, так и недостатки, о которых должен знать непременно каждый застройщик.

К основным преимуществам композитной арматуры относятся:

Малый удельный вес . Данное преимущество позволяет использовать композитную арматуру для армирования легких конструкций, при изготовлении которых применялся ячеистый бетон. В целом же, применение композитной арматуры позволяет снизить вес строительных конструкций;

Низкая теплопроводность . Еще одним преимуществом является низкая теплопроводность композитной арматуры. В результате этого улучшаются теплоизоляционные показатели строения, не образуются так называемые «мостики холода» в бетонных конструкциях;

Высокая гибкость . Не менее важным преимуществом является и высокая гибкость композитной арматуры. Сама арматура поставляется в бухтах, что уже говорит о том, что её можно легко гнуть не ломая. Это преимущество композитной арматуры позволяет применять её более эффективно в ряде случаев при выполнении строительных и ремонтных работ;

Диэлектрические свойства . Являясь диэлектриком, композитная арматура не проводит . В свою очередь это свойство позволяет добиться отсутствия радиопомех в здании, и в целом повысить его безопасность;

Отсутствие коррозии . Ну и, пожалуй, самым значимым плюсом композитной арматуры является тот факт, что она не ржавеет. По сравнению со стальной арматурой, которая подвержена коррозии, композитная арматура не портится под воздействием влаги и большинства химических веществ.

Конечно же, это далеко не все преимущества композитной арматуры, но самые главные из них, на которые стоит в первую очередь смотреть застройщикам.

В чем недостатки композитной арматуры

Теперь давайте поговорим про основные недостатки композитной арматуры, поскольку они также имеются:

Низкий модуль упругости . Данный показатель у композитной арматуры в 4 раза ниже, чем у стальной арматуры, даже при одном и том же сечении. По этой причине многие застройщики и задаются вопросом о том, а можно ли применять композитную арматуру для перекрытий;

Композитная арматура размягчается при нагреве до температуры в 600°С — и это основной её недостаток. Не нужно, наверное, говорить о том, что произойдёт со зданием в случае возникновения пожара. Сегодня данный минус решается путем защиты конструкций, для возведения которых применялась композитная арматура.

В отличие от стальной арматуры композитную арматуру нельзя варить, что также вносит свои коррективы в строительный процесс. Поэтому, что лучше использовать — композитную или стальную арматуру во многом зависит от типа конструкции, её назначения, а также ряда других факторов.

Композитная арматура для фундамента. Что это такое композитная арматура для фундамента: характеристики, технология монтажа, отзывы

До недавнего времени считалось что, альтернативы стальной арматуре нет и не может быть.

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/м³тогда 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».

Композитная арматура -- это. Что такое стеклопластиковая арматура?

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.

1. 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.
2. В качестве связующего бетонных элементов, между которыми располагается утеплитель. СПА позволяет улучшить сцепление бетонных элементов.
3. 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.
4. Для армирования конструкций из клееной древесины. Использование арматуры из СПА позволяет в разы повысить прочность балок из клееного дерева и повысить жесткость конструкции.
5. Возможно применение в строительстве ленточных заглубленных фундаментов для малоэтажных зданий, если они располагаются на твердых, неподвижных грунтах. Заглубление выполняется ниже уровня промерзания почвы.
6. Для повышения жесткости полов в жилых домах и промышленных комплексах.
7. Для повышения прочности и долговечности дорожек и дорожного покрытия.

Композитная арматура - сравнение со стальной. Использование композитной арматуры

Стеклопластиковая арматура – это композитный материал, представляющий собой стекловолоконный стержень, «связанный» синтетическими смолами. Процесс создания стройматериала таков:

1. Стекловолоконные нити под нагревом опускают в смолу.
2. Пропитанные заготовки собираются в пучок, связываются и протягиваются через фильеру (отверстие стандартного диаметра).
3. Стержни проходят через туннельную печь, и поддаются высокотемпературной обработке.
4. Арматуру охлаждают и сушат.

Готовое изделие сматывают в бухты или хранят в виде отрезков с градацией по диаметру.

В соответствии с ГОСТ 31938-2012, стеклопластиковая арматура выпускается только с периодическим профилем и круглым сечением. Номинальный диаметр изделия – 4-22 мм с шагом 2 мм, длина стержня с шагом 0.5 м, и варьируется в значениях 0.5-12 м.

Стройматериал пока не распространен в России (доля рынка не более 5%), однако его используют отдельные компании при:

1. Создании мостов, аэродромов и коммуникаций.

2. Армировании фундаментов и бетонных конструкций.

3. Укреплении всех видов бетона с хлористыми и минеральными добавками.

4. Возведении объектов агропромышленного комплекса (отсутствие испарений, вредных для скота).

6. Прокладке канализации и водоотводов.

7. Укреплении берегов в портовых районах.

Композитная арматура плюсы и минусы. Преимущества и недостатки неметаллической арматуры

Пожалуй, самым значимым достоинством стеклопластиковой арматуры является ее инертность по отношению к различным агрессивным средам. Так, фундаменту, который усилен при помощи такой арматуры, не страшна соленая морская вода, а также растворы, содержащие в себе щелочные и кислотные составляющие. Не менее важными преимуществами композитных армирующих элементов являются:

• неподверженность процессам гниения, образованию и развитию коррозии;
• небольшой вес (так, один метр стеклопластиковой арматуры, имеющей диаметр 6 мм, весит всего 0,05 кг, в то время как масса метра такого же прутка, изготовленного из металла, составляет 0,395 кг);
• прозрачность для магнитных волн и радиоволн благодаря диэлектрическому материалу;
• отсутствие больших сложностей при перевозке и использовании;
• близость коэффициента теплового расширения к соответствующему показателю для бетона;
• универсальность и простота использования, позволяющие применять такую арматуру во многих сферах.

Сравнение параметров композитной и стальной арматуры

Если говорить о применении стеклопластиковой арматуры, то она, как и изделия подобного назначения из металла, используется для укрепления фундаментов, бетонных колонн, столбов, опорных конструкций другого назначения. Кроме того, такую арматуру применяют в дорожном строительстве, для укрепления промышленных полов, стен септиков, тротуаров, настилов, ограждающих конструкций и др.

Стеклопластиковой арматурой часто заменяют металлические прутки при производстве плит перекрытия и фасонных изделий из бетона. Опыт использования арматуры из композитных материалов свидетельствует о том, что она хорошо демонстрирует себя в качестве элемента укрепления фундаментов деревянных и каркасных домов.

Таблица равнопрочной замены металлической арматуры на стеклопластиковую

Если говорить о недостатках стеклопластиковой арматуры, то к ним следует отнести следующие.

• Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо переносит высокие температуры.
• По сравнению с металлическими изделиями, стеклопластиковая арматура значительно хуже переносит растягивающие и сжимающие нагрузки. Так, модуль упругости металлических арматурных прутков в 3,5 раза выше, чем у изделий из стеклопластика. Фундамент для крупного строительного объекта, для укрепления которого используется такая арматура, необходимо заливать очень медленно, постоянно корректируя свои действия. Если не придерживаться такой рекомендации специалистов, обладающих большим опытом использования данного материала, то бетонный каркас может «поплыть».
• При значительных нагрузках каркас из стеклопластиковой арматуры может начать выгибаться, что приводит к сколам, трещинам и другим дефектам бетонных конструкций.

Композитная арматура недостатки. 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:

1. Показатели прочности на разрыв превосходят характеристики металла почти в три раза.
2. В равнопрочном отношении композитная арматура весит в 9–11 раз меньше.
3. Материал не только недорого стоит, но и позволяет значительно сэкономить на погрузке и транспортировке.
4. В отличие от металла не образует мостиков холода, уменьшая теплопотери.
5. Долговечность и стойкость к температурным перепадам.
6. Обладает коэффициентом теплового расширения как у бетона, что снижает риск появления дефектов и трещин.
7. Полностью диэлектрична и радиопрозрачна.
8. Может изготавливаться как в виде прутьев, так и намоткой в бухты.

Испытания показывают и оборотную сторону медали — минусы композитной арматуры:

1. Низкий модуль упругости требует проведения дополнительных расчетов при применении такой арматуры в плитах перекрытия.
2. Низкая огнеустойчивость связана с тем, что композиты под воздействием высоких температур попросту плавятся, превращаясь в жидкость.
3. Невозможность использования сварки.
4. 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.