Міцність композитної арматури. Застосування композитної арматури у будівництві. Що таке композитний матеріал

Склопластикова арматура - це будівельний матеріал, який виготовляється зі скляного ровінгу, з'єднаний за допомогою епоксидного компаунду на основі термоактивних смол. Основною особливістю є легкість, показник маси для одиницю обсягу становить лише 2г/мм³. Працювати зі склопластиковою арматурою зручніше та економічно доцільніше, ніж із металевою арматурою. Потрібно значно менше витрат на логістику і безпосередньо при армуванні.

До того ж завдяки тому, що склопластик не реагує на агресивне середовище, тому арматура захищає бетон від передчасного руйнування, тим самим збільшуючи термін служби об'єкта. Склопластикова арматура реагує на перепади температури аналогічно бетону, що також добре відбивається на міцності конструкції.

Міцність склопластику порівняно з металом – вища у 2,5 раза. При цьому показник теплопровідності у 100 разів нижче, ніж показник теплопровідності сталі. Тому конструкція, яка армується склопластиком, не промерзає (не утворює «містки холоду») та об'єкт, побудований із застосуванням склопластику, буде теплішим, ніж будівля на основі металевої арматури. Це дозволяє скоротити витрати на опалення, тому матеріал активно використовується в будівництві сучасних енергоефективних будівель.

Так само незаперечним плюсам, який може зацікавити будівельників є той факт, що склопластик напрочуд довговічний матеріал, який протягом 100 років після монтажу обходиться без додаткових ремонтних робіт. Цим і славиться склопластикова арматура для фундаменту.

Склопластикова арматура знайшла своє застосування у багатьох галузях промисловості, будівництва, комунального господарства:

у будівництві вона використовується при будівництві об'єктів цивільного та промислового будівництва як основа для фундаментів, підлог, перекладин, а також при влаштуванні сейсмостійких поясів;
у будівництві та ремонті доріг арматура застосовується при облаштуванні насипів, дорожнього полотна, при будівництві мостів та шосейних огорож. Вона стійка до впливу реагентів, які наносяться на дорожні покриття (наприклад протигололедні реагенти), тому може застосовуватися як у Москві, і у холодніших регіонах.

Склопластикова арматура стане ідеальною основою для бетонних та цегляних споруд. Вона використовується при створенні опор для ліній електропередач та освітлення, при спорудженні дорожніх, тротуарних та парканних плит, а також при влаштуванні шпал на залізничних коліях. Широке використання отримала арматура для перекриттів, де використовується сітка з арматури, навіть разом із металевою.

Склопластик застосовується в таких будівельних конструкціях як монолітний фундамент та пінобетон. Також він активно використовується при створенні споруд, які повинні мати підвищену стійкість до впливів хімікатів, наприклад:

при зведенні сховищ для хімічних відходів та компонентів;
під час облаштування каналізації, водопроводів, систем меліорації;
при будівництві портових об'єктів та при зміцненні берегових ліній.

Незважаючи на унікальність продукту, склопластикова арматура ціна в Москві, на яку вказана на нашому сайті, є доступним матеріалом і для будівельних організацій, і для приватних осіб. Її вартість на 40-50% нижча, ніж вартість сталевої арматури, що дозволяє істотно скоротити витрати і при цьому покращити якість об'єктів, що зводяться. В цілому, композитну арматуру можна назвати одним із найнадійніших та найефективніших будівельних матеріалів нашого часу.

Дана арматура виготовляється з прямолінійних ниток скляних або базальтових волокон (відповідно АСП і АБП), які збираються в пучок, просочуються термореактивним полімерним сполучним, відформовуються, піддаються нагріванню (полімеризації) та охолоджуються. В результаті виходить монолітний стрижень високої міцності, що за результатами випробувань в 3 рази перевищує міцність сталі на розрив, а вага, у рівноміцному співвідношенні, менше в 9 разів.

Стандартно виготовляється у вигляді стрижнів будь-якої довжини, за бажанням замовника. При діаметрі до 8 мм включно може бути виготовлений у вигляді бухт (мотків), що містять 100 метрів арматури. Габаритні розміри бухти: висота – до 8 см, діаметр – до 1 метра.

форма випуску

При діаметрі 10 мм і 12 мм може бути виготовлений у вигляді бухт (бухтова арматура), що мають довжину 50 метрів. Габаритні розміри бухти: висота – до 5 см, діаметр – до 1,5 метра.

За погодженням із замовником можливе виготовлення стрижнів та бухт будь-якої довжини.
Може виготовлятися з гладким, будівельним, періодичним профілем:

АСП-АБП періодичного профілю використовують замість сталевої арматури класу А-III (A-400);
АСП-АБП гладкого профілю використовують замість сталевої арматури класу А-I (А-240).

Склопластикова арматура стає все популярнішим і застосування її з кожним роком стає все більш актуальним, адже вона є повноцінною заміною традиційних прутків із сталі різних марок. Високі показники міцності, оптимальні експлуатаційні властивості, мала питома вага та низька ціна – це фактори, які зумовлюють популярність використання армуючих неметалевих елементів у всіх галузях будівництва.

Склопластикова арматура широко використовується у будівництві на заході, тоді як у вітчизняній промисловості її застосування слабо поширене. Однак останнім часом популярність даного матеріалу зростає, причиною тому є безліч експлуатаційних переваг у порівнянні з традиційним металопрокатом.

У цій статті представлена склопластикова арматура (АСП). Ми розглянемо технічні характеристики, переваги та недоліки, типорозміри та застосування композитної арматури.

1 Сортамент та ГОСТи

Неметалічна композитна арматура розроблялася ще в СРСР у 60-х роках, проте серійне виробництво матеріалу так і не було налагоджено зважаючи на тодішню дорожнечу склопластику. Проте при будівництві кількох великих об'єктів композитна арматура використовувалася, серед яких лінії електропередач у Батумі, Москві та мости в Хабаровську.

На сьогоднішній день не існує стандарту ДЕРЖСТАНДАРТ з технічними вимогами до даного матеріалу (проект знаходиться в розробці). Основним нормативним актом є БНіП №52-01-2003 «Композитна арматура», Згідно з яким скловолоконні вироби можна використовувати в будівництві як заміну металопрокату. Кожен із виробників має ТУ на свою продукцію, разом з якою поставляються протоколи випробувань та сертифікати допуску.

Композитна арматура виготовляється в діапазоні діаметрів 4-20 мм. Профіль стрижнів може бути рифленим або гладким. Залежно від матеріалу виготовлення виділяють такі види неметалевих виробів:

АСП - склопластикова арматура, виготовляється зі скловолокна, пов'язаного шаром синтетичної смоли;
АБП - базальтопластикові вироби, в який скловолоконна серцевина замінена розплавом з базальтових волокон;
АСПЕТ - вироби зі скловолокна та полімерного термопласту;
АУП - вуглепластикова арматура.

Найбільш поширені у будівництві АСП та АБП, вуглепластикова арматура використовується рідше через меншу механічну міцність матеріалу.

1.1 Сфери застосування

Застосування п.п. арматури у будівництві практикується при зведенні житлових, громадських та промислових споруд, а також малоповерхових будівель, де АСП використовується для:

армування залізобетонних конструкцій (стін та плит перекриття);
ремонту поверхонь об'єктів із цегли та залізобетону;
пошарової кладки стін за технологією гнучких зв'язків;
всіх типів (плитних, стрічкових, стовпчастих);
зміцнення стін та газобетонних блоків та монтаж монолітних армопоясів.

Поширено застосування п.п. арматури та у сфері дорожнього та залізничного будівництва, в яких АСД застосовується:

при облаштуванні насипів та дорожніх покриттів;
при зміцненні укосів доріг;
під час будівництва мостів;
при зміцненні берегових ліній.

Арматура композитна полімерна для армування бетонних конструкцій відрізняється повною стійкістю до корозії та хімічно агресивних речовин, що значно розширює сферу її застосування.

1.2 Переваги АСД

Композитна арматура має наступні експлуатаційні переваги:

Недоліки с.п. арматури - низький модуль пружності (в 4 рази менше, ніж у сталевої), що обмежує можливість її застосування при вертикальному армуванні, схильність до втрати міцності при нагріванні вище 600 градусів. Враховуйте, що композитна арматура не підлягає згинуванню в умовах будівельного майданчика- за необхідності використання гнутих елементів необхідно замовляти їх окремо у виробника.

2 Порівняння АСП та металевих аналогів

Пропонуємо вашій увазі порівняння технічних характеристик композитної та сталевої арматури.

Тип арматури	Металева	Склопластикова (АСП)
Матеріал виготовлення	Сталь марки 25Г2С чи 35 ГС	Скловолокно, з'єднане синтетичною смолою
Вага	7.9 кг/м3	1.9 кг/м3
360	1200
Модуль пружності (МПа)	200 000	55 000
Відносне подовження (%)	24	2.3
Залежність "напруга-деформація"	Крива лінія з майданчиком плинності	Пряма лінія із пружнолінійною залежністю аж до руйнування
Лінійне розширення (мм/м)	14-15	9-11
Стійкість до корозійного середовища	Низька, схильна до іржі	Висока, не іржавіє
Теплопровідність матеріалів (Вт/мК)	47	0.46
Електропровідність	Присутня	Діелектрик
Діаметри	6-80 мм	4-20 мм
Мірна довжина	6-12 м	Довільна довжина на вимогу замовника

Розглянемо порівняння взаємозамінних діаметрів композитних та металевих виробів на прикладі стрижнів:

А3 6 мм - АСП 4 мм;
А3 8 мм - АСП 6 мм;
А3 10 мм - АСП 8 мм;
А3 12 мм - АСП 8 мм;
А3 14 мм - АСП 10 мм;
А3 16 мм - АСП 12 мм.

2.1 Огляд склопластикової арматури (відео)

3 Технологія виробництва композитних виробів

Склопластикова арматура виробляється з ровінгу (волокон вихідної сировини), сполучного матеріалу - полімерної смоли, затверджувача та прискорювача твердіння. Конкретне співвідношення матеріалів залежить від температурного режиму та вологості усередині виробничого приміщення.

Читайте також: чим відрізняється арматура і які її параметри?

Виробнича лінія включає таке обладнання:

Нагрівальний бункер — у ньому волокна прогріваються підвищення адгезії зі смолою.
Ванна просочення - ровінг просочується сумішшю зі смоли та затверджувачів.
Обмотувач - продавлює сировину через фільєри, при проходженні яких формуються стрижні заданого діаметра.
Устаткування для нанесення піску, де гранули піску поступово розподіляються по поверхні прутка, а надлишки видаляються повітряним потоком.
Пекти полімеризації, де відбувається набір прутками проектної міцності.
Обладнання для охолодження виробів являє собою лінію довжиною 3-5 метрів, розташовану на виході з печі полімеризації.
Протяжне обладнання, відрізний механізм та установка для змотування бухт - готова склопластикова арматура нарізається на ділянки необхідної довжини або змотується в товарні бухти завдовжки 50-100 м.

На ринку представлено безліч типових рішень, що включають все потрібне обладнання. Вартість нової лінії варіюється в межах 3-5 млн рублів.

Обладнання середньої продуктивності здатне виробляти до 15 000 м арматури протягом робочого дня.

Композитна арматура - матеріал не новий, але сьогодні активно розширює межі застосування завдяки економічним технологіям виробництва полімерних матеріалів. Ця сучасна альтернатива сталевим арматурним стрижням та дроту відрізняється від металевих аналогів сировинною базою, технічними властивостями та зовнішнім виглядом. Випускається відповідно до ГОСТу 31938-2012 та технічних умов виробників.

Основні складові полімерної композитної арматури

До складу цієї продукції входять два або більше матеріалів - основний (матриця) та наповнювачі, у тому числі армуючі. Матриця та наповнювач підбираються таким чином, щоб вони склали загальну структуру, що забезпечує оптимальні експлуатаційні характеристики конкретного цільового призначення.

Матриця

Є отвержденной термореактивною смолою, що забезпечує передачу і розподіл напруг в зміцнюючому наповнювачі. Від цієї структурної складової залежить стійкість продукції до вологи, вогню, хімічних середовищ. Термореактивна смола - поліефірна, епоксидна, вінілефірна, фенольна - після затвердіння є твердим матеріалом з тривимірною структурою у вигляді сітки.

Армують наповнювачіЄ волокна - безперервні або штапельні, що залежить від способу виготовлення. Залежно від сировини, що застосовується, розрізняють волокна:

Скляні- Виготовляються з неорганічного скла.
Базальтові- Виробляють з базальту та габродіабазу.
Вуглецеві- утворюються піролізом органічних волокон прекурсорів - поліакрилонітрильних або гідратцелюлозних. За величиною модуля пружності та межі міцності вуглецеві армуючі наповнювачі поділяють на загального призначення, високоміцні, середньо-, високо-, надвисокомодульні.
Арамідні. Вихідна сировина – лінійні волокноутворюючі поліаміди.
Комбіновані композитивключають зміцнюючі наповнювачі двох або декількох сировинних матеріалів. Наприклад, стрижні АСПЕТ містять скловолокна та волокна з термопластичних полімерів.

Полімерну композитну арматуру позначають відповідно до армуючого наповнювача, присутнім у її складі:

АСК (АСП)- склокомпозитна, переваги матеріалу - поєднання невеликої ваги, високої міцності та доступної вартості;
АБК (АБП)- базальтокомпозитна;
АУК (АУП)- вуглекомпозитна, відрізняється хорошою міцністю, але через високу вартість її застосування обмежене;
ААК (ААП)- Арамідокомпозитна;
АКК- Комбінована. У цій серії широке застосування отримали вироби, виготовлені на основі скляних та базальтових волокон, завдяки поєднанню гарної зносостійкості та прийнятної вартості.

Таблиця основних характеристик різних видів композитної арматури

Конструктивні особливості

Виготовляється із періодичним профілем. У конструкцію виробу входять:

Силовий стрижень- суцільний елемент, якого залежить основні технічні характеристики продукту.
Анкерувальний шар. Розташовується рівномірно, під кутом до поздовжньої осі. Утворюється намотуванням на силовий стрижень волокон. Покращує зчеплення полімерної арматури з бетонною сумішшю, що твердіє.

Арматуру періодичного профілю характеризують такі параметри:

Зовнішній діаметр. Вимірюється за вершинами періодичних виступів.
Номінальний діаметр. Ця величина вказується у маркуванні виробів та використовується при розрахунках конструкцій.
Крок періодичного профілю. Дистанція між центрами сусідніх виступів визначається паралельно вертикальній осі стрижня.

Позитивні та негативні характеристики полімерної композитної арматури

Цей вид арматури поки що не може виступати як повноцінна заміна сталевим стрижням. Однак існують області застосування, в яких використання композитної арматури є раціональнішим, завдяки комплексу переваг, серед яких:

Хімічна пасивність. Завдяки цій властивості полімерну продукцію можна використовувати в умовах впливу морської води, лужних та кислих середовищ, дорожніх хімічних реагентів.
Швидкість різанняу розмірі в умовах будівельного майданчика значно вище, порівняно з різкою сталевих стрижнів.
Низька теплопровідність. Полімерна арматура підвищує теплоізоляційні характеристики конструкції завдяки відсутності містків холоду.
Стійкість до низьких температур.
Невелика маса. Полегшує транспортування продукції, складування, монтажних робіт.
Відсутність провідності струму, магнітоінертність та радіопрозорість. Ця якість забезпечує затребуваність полімерної продукції під час будівництва лабораторій та інших об'єктів, котрим важливий чинник екранування електромагнітних хвиль. У конструкціях, в яких використовується полімерна арматура, відсутні блукаючі струми.

Характеристики, що обмежують сфери застосування композитної арматури:

Неможливість згинання стрижнів під малим кутом на місці монтажу. Якщо така необхідність, то виготовлення гнутих виробів замовляють на виробничих ділянках.
Низький модуль пружності, що обмежує застосування у вертикальних армуючих конструкціях.
Виключено можливість зварювання каркасів. Плоскі та об'ємні конструкції з полімерних стрижнів споруджують тільки зв'язуванням та за допомогою пластикових кліпс.
Мала стійкість до високих температур. Тому використовувати такі вироби в конструкціях, що наражаються, або на об'єктах з високою пожежною небезпекою не рекомендується.
Старіння. Як і всі полімери, композитна арматура з часом втрачає властивості. Хоча виробники заявляють, що її експлуатаційний період – не менше 80 років.

Області застосування

Найбільш ефективний цей будівельний матеріал у областях, у яких використання металевої арматури небажане чи неможливе. Полімерні підсилювальні стрижні використовуються для:

влаштування фундаментів будівель, що експлуатуються в агресивних середовищах;
зміцнення основ або несучих стін;
посилення дорожнього полотна, насипів;
зміцнення ґрунтів у шахтах;
влаштування опалубки для великогабаритних резервуарів;
посилення стяжок підлоги;
зміцнення берегової лінії;
виготовлення гнучких зв'язків між конструктивними елементами будівель, наприклад між зовнішньою стіною та оздоблювальним фасадним матеріалом.

Увага! Використання композитної арматури у плитах перекриття, перемичках та інших конструктивних елементах, що працюють на розтягування, не рекомендовано через високу гнучкість матеріалу.

Порівняння властивостей полімерної композитної та сталевої арматури

Таблиця порівняння характеристик склопластикової та сталевої арматури

Тип арматури Сталева СклопластиковаМатеріал 7900 1900 360 800 200 55 24 Висока стійкість, антикорозійні заходи не потрібніВисока 47 0,46

Низьколегована сталь 25Г2С або 35ГС	Волокна з розплаву неорганічного скла, термореактивні смоли та інші добавки
Щільність кг/м 3
Опір на розтяг, МПа
Модуль пружності, ДПа
Відносне подовження, %	2,3
Стійкість до хімічно агресивних середовищ	Схильна до корозії, для підвищення антикорозійних характеристик потрібне захисне покриття, наприклад цинкове
Електропровідність	Відсутнє
Теплопровідність, Вт/мК

Як доказ на користь заміни сталевої арматури полімерної наводиться можливість використання полімерного виробу меншого діаметра, порівняно з металевим, на підставі нормативних величин опору розтягуванню. Наказом Міністерства Будівництва та ЖКГ РФ №493 від 08.07.2015 р. у Додатку «Л» було встановлено знижувальні коефіцієнти на нормативний опір розтягуванню, що враховують реальні експлуатаційні умови.

Таблиця понижувальних коефіцієнтів до нормативних значень опору розтягуванню, представлених у ГОСТі 31938-2012

Ця таблиця означає, що якщо полімерна композитна арматура, наприклад склопластикова (АСК), призначена для роботи при тривалих навантаженнях у приміщенні, то розрахункове значення опору розтягуванню знаходиться за формулою:

R розрах. = R норм. * 0,8 * 0,3 = 800 * 0,8 * 0,3 = 192 МПа

Тому при виборі діаметра полімерної арматури, яка повинна замінити сталеву, слід користуватися не нормативними значеннями опору на розрив, представленими в ГОСТі, а розрахованими відповідно до реальних експлуатаційних умов.

У зв'язку з викладеними вище факторами можна дійти невтішного висновку, що композитні підсилюючі стрижні - перспективний будівельний матеріал. Однак він ефективний тільки в певних сферах застосування, перед його використанням рекомендується проконсультуватися з кваліфікованими фахівцями.

GD Star Rating
a WordPress rating system

Композитна арматура: види, характеристики, особливості, 5.0 з 5 - всього голосів: 1

Винахід композитної арматури знавці будівельної справи відносять до 60-х років минулого сторіччя. У цей час у США та Радянському Союзі розпочато активні дослідження її властивостей.

Однак, незважаючи на досить солідний вік, даний матеріал досі не знайомий більшості забудовників. Заповнити прогалину знань про склопластикову арматуру, її властивості, переваги і недоліки вам допоможе ця стаття.

Принагідно зазначимо, що цей матеріал дуже спірний. Виробники хвалять його на всі лади, а будівельники-практики ставляться із недовірою. Прості громадяни дивляться на тих та інших, не знаючи кому вірити.

Що таке композитна арматура, як вона виготовляється і де застосовується?

Коротко структуру композитної арматури можна охарактеризувати як «волокно у пластиці». Її основа – стійкі до розриву нитки із вуглецю, скла або базальту. Жорсткість композитного стрижня надає епоксидна смола, що обволікає волокна.

Для кращого зчеплення з бетоном на лозини намотується тонкий шнур. Він зроблений з того самого матеріалу, що і основний стрижень. Шнур створює гвинтовий рельєф, як у сталевої. Твердіння епоксидної смоли відбувається у сушильній камері. На виході з неї композитну арматуру трохи витягають та нарізають. Деякі виробники до моменту твердіння полімеру обсипають пластиковими стрижками піском для поліпшення зчеплення з бетоном гладких ділянок.

Область застосування склопластикової арматури не можна назвати дуже широкою. Її використовують як гнучкі зв'язки між облицюванням фасаду і несучою стіною, а також укладають у дорожні плити і опалубку резервуарів. У каркасах, що підсилюють стрічкові фундаменти та бетонні підлоги, пластикову арматуру застосовують не так часто.

Ставити композитні стрижні в плити перекриття, перемички та інші конструкції, що працюють на розтяг, не рекомендується. Причина – підвищена гнучкість цього матеріалу.

Фізичні властивості композитної арматури

Модуль пружності у полімерного композиту значно нижчий, ніж у сталі (від 60 до 130 проти 200 ГПа). Це означає, що там, де метал вступає в роботу, оберігаючи бетон від утворення тріщин, пластик ще продовжує згинатися. Міцність на розрив у склопластикового стрижня у 2,5 рази вища, ніж у сталевого.

Основні параметри міцності композитної арматури містяться в таблиці №4 ГОСТ 31938-2012

Тут бачимо основні класи композитного матеріалу: АСК (склопластикова композитна), АБК (базальтове волокно), АУК (вуглецева), ААК (арамідокомпозитна) і АКК (комбінована – скло + базальт).

Найменш міцна, але найдешевша — арматура зі скловолокна та базальтовий композит. Найнадійніший і водночас найдорожчий матеріал роблять на основі вуглецевого волокна (АУК).

До властивостей міцності матеріалу ми ще повернемося, коли будемо порівнювати його з металом.

А поки що розглянемо інші характеристики даного матеріалу:

До позитивних якостей композиту належить його хімічна інертність. Він не боїться корозії та впливу агресивних речовин (лужного середовища бетону, морської води, дорожніх хімреагентів та кислот).
Вага пластикової арматури в 3-4 рази менша, ніж сталевий. Це дає економію під час транспортування.
Низька теплопровідність матеріалу покращує енергозберігаючі характеристики конструкції (немає містків холоду).
Композитна арматура не проводить електрики. У конструкціях, де вона використовується, не виникає коротких замикань електропроводки та блукаючих струмів.
Композитний пластик магнітно-інертний і радіопрозорий. Це дозволяє використовувати його у будівництві споруд, де має бути виключений фактор екранування електромагнітних хвиль.

Склопластиковий стрижень під 90 градусів на будівництві не зігнеш

Недоліки композитної арматури:

Неможливість згинання з малим радіусом за умов будівництва. Гнутий стрижень потрібно заздалегідь замовляти у виробника.
Неможливість зварювати каркас (мінус відносний, оскільки навіть для сталевої арматури найкращий спосіб з'єднання – в'язка, а не зварювання).
Низька термостійкість. При сильному нагріванні та пожежі бетонна конструкція, армована композитними стрижнями, руйнується. Скловолокно не боїться високої температури, але пластик, що її сполучає, втрачає міцність при нагріванні вище +200 С.
Старіння. Загальний мінус усіх полімерів. Неметалічна арматура не є винятком. Її виробники завищують термін експлуатації до 80-100 років.

В'язка пластиковими хомутами або сталевим дротом – єдиний можливий метод збирання каркасу

Яка арматура краща за металеву або склопластикову?

Один з головних аргументів, що приводяться на користь склопластикової при порівнянні з , – нижча ціна. Проте, зазирнувши у цінники металобаз, ви побачите, що це негаразд. Вартість металу в середньому на 20-25% нижче за композит.

Причина плутанини полягає в тому, що продавці пластику беруть до уваги так званий «еквівалент» діаметра. Логіка тут така: неметалічна арматура на розрив міцніша за будівельну сталь. Тому полімерний стрижень меншого діаметра витримає таку ж навантаження, як і товстіша сталева арматура. На підставі цього робиться висновок: для армування конструкції пластика необхідно менше, ніж металу. Звідси і з'являється «нижча» ціна.

Для аргументованого порівняння композиту із металом необхідний нормативний документ. Сьогодні таке керівництво вже є. Ця програма «Л» до наказу Мінбуду Росії № 493/пр від 08.07. 2016 р.

У пункті Л.2.3. малозрозумілому для рядових забудовників, але дуже цікавому для фахівців містяться два знижувальні коефіцієнти для всіх видів композитної арматури.

Наприклад розглянемо найпоширенішу склопластикову (АСК):

При дії тривалого навантаження межа її міцності на розтяг повинен множитися на 0,3. Тобто замість 800 МПа ми отримуємо 240 МПа (800х0,3 = 240).
Якщо конструкція працює на відкритому повітрі, отриманий результат потрібно помножити ще на 0,7 (240 МПа х 0,7 = 168 МПа).

Таблиця зі знижуючим коефіцієнтом для композитної арматури

Таблиця з коефіцієнтами, що враховують умови експлуатації

Тепер можна коректно порівнювати міцність пластикової арматури із металевою. Наприклад візьмемо будівельну сталь марки А500. У неї граничний опір розтягуванню з урахуванням запасу міцності становить 378 МПа. У склопластикового композиту ми отримали лише 112 МПа.

Наше невелике дослідження наочно ілюструє таблиця справжньої, а не теоретичної рівноміцної заміни сталевої арматури на композитну. Їй можна користуватися при виборі та покупці.

Переглянувши цю таблицю, неважко помітити, що пластика для рівноцінної заміни металу потрібно не менше, а більше за метал. Тільки найдорожчий углеродоволоконний матеріал (АУК) перевершує сталь рівного з ним діаметра.

Сортамент та ціна композитної арматури

Найпопулярніша на будівництві - арматура зі склопластикового композиту. Її сортамент та середні ціни ми звели до однієї таблиці.

Про те, скільки важить пластикова арматура різних діаметрів, ви можете отримати інформацію з таблиці нижче.

Продають матеріал у бухтах по 200, 100 та 50 метрів і у вигляді стрижнів будь-якої довжини.

Зважаючи на ціновий фактор (рівноміцний зі сталлю композит обійдеться дорожче) ми не можемо рекомендувати композитну арматуру для повсюдного застосування в приватному будівництві.

Для армування ригелів, плит перекриття, балок, колон і діафрагм жорсткості фахівці наполегливо радять не ставити її. Як конструктивну таку арматуру використати можна. Для армування плитних фундаментів може використовуватися.

Плитний фундамент з каркасом зі склопластикової арматури

Для посилення пальових ростверків та стрічкових фундаментів краще купити сталеві прути.

Склопластикова арматура, що з'явилася на вітчизняному ринку відносно недавно, стала гідною альтернативою традиційним дротам, виготовленим з металу. Склоарматура, як ще називають даний матеріал, має багато унікальних характеристик, які вигідно виділяють її серед інших виробів подібного призначення. Тим часом, підходити до вибору слід дуже виважено.

Що являє собою арматура зі склопластику

Склопластикова арматура, якщо розбиратися в її конструктивних особливостях, є неметалевим стрижнем, на поверхню якого нанесено навивку зі скловолокна. Діаметр спіралеподібного профілю арматури, виготовленої з композитних матеріалів, може змінюватись в інтервалі 4–18 мм. Якщо діаметр прутка такої арматури не перевищує 10 мм, то вона відпускається замовнику в бухтах, якщо перевищує то прутками, довжина яких може доходити до 12 метрів.

Для виготовлення композитної арматури можуть бути використані різні типи армуючих наповнювачів, залежно від цього вона поділяється на кілька категорій:

АСК - вироби, виготовлені на основі склопластику;
АУК - вуглекомпозитні армуючі вироби;
АКК – арматура, виготовлена з комбінованих композитних матеріалів.

На вітчизняному ринку найбільшого поширення набула склопластикова арматура.

Особливості структури

Склопластикова арматура - це не просто дротик з композитного матеріалу. Вона складається із двох основних частин.

Внутрішній стрижень є паралельно розташовані волокна склопластику, з'єднані між собою за допомогою полімерної смоли. Окремі виробники випускають арматуру, волокна внутрішнього ствола якої не паралельні один одному, а завиті в кіску. Слід зазначити, що саме внутрішній стрижень арматури зі склопластику формує її характеристики міцності.
Зовнішній шар арматурного прутка, виготовленого зі склопластику, може бути виконаний у вигляді двонаправленої навивки з волокон композитного матеріалу або у вигляді напилення абразивного дрібнофракційного порошку.

Конструктивне виконання арматурних прутків зі склопластику, яке багато в чому визначає їх технічні та міцнісні характеристики, залежить від фантазії виробників та застосовуваних ними технологій виготовлення даного матеріалу.

Основні властивості

Склопластикова арматура, згідно з результатами численних досліджень, проведених компетентними організаціями, має низку характеристик, що вигідно відрізняють її від інших матеріалів подібного призначення.

Арматурні прутки зі склопластику мають невелику масу, яка менша за вагу аналогічних виробів з металу в 9 разів.
Склопластикова арматура, на відміну від виробів з металу, дуже стійка до корозії, відмінно протистоїть впливу кислого, лужного та солоного середовищ. Якщо порівнювати корозійну стійкість такої арматури з аналогічними властивостями виробів зі сталі, вона вище в 10 разів.
Властивість проводити тепло у склопластикової арматури значно нижча, ніж у виробів з металу, що мінімізує ризик виникнення містків холоду під час її використання.
За рахунок того, що арматура зі склопластику транспортується значно простіше, а термін її експлуатації значно довший, ніж у металевої, її застосування вигідніше у фінансовому плані.
Склопластикова арматура – це діелектричний матеріал, який не проводить електричний струм, має абсолютну прозорість для електромагнітних хвиль.
Використовувати такий матеріал для створення армуючих конструкцій значно простіше, ніж металеві прутки, для цього немає необхідності застосування зварювального обладнання та технічних пристроїв для різання металу.

Завдяки своїм безперечним достоїнствам склопластикова арматура, з'явившись відносно недавно на вітчизняному ринку, вже встигла завоювати високу популярність як у великих будівельних організацій, так і приватних забудовників. Тим часом має така арматура і ряд недоліків, до найбільш значущих з яких слід віднести:

досить низький модуль пружності;
не надто високу термічну стійкість.

Низький модуль пружності склопластикової арматури є плюсом для виготовлення каркасів для зміцнення фундаменту, але великим мінусом у тому випадку, якщо вона використовується для армування плит перекриття. При необхідності звернення в таких випадках саме до цієї арматури необхідно попередньо провести ретельні розрахунки.

Невисока термічна стійкість склопластикової арматури є серйознішим недоліком, що обмежує її застосування. Незважаючи на те, що така арматура відноситься до категорії самозагасних матеріалів і не здатна служити джерелом поширення вогню при її застосуванні в бетонних конструкціях, при високих температурах вона втрачає свої характеристики міцності. З цієї причини використовуватися така арматура може тільки для зміцнення конструкцій, які не піддаються впливу високих температур в процесі експлуатації.

Ще одним значним недоліком арматури, виготовленої зі склопластику, слід віднести те, що з часом вона втрачає свої характеристики міцності. Цей процес значно прискорюється, якщо вона піддається впливу лужних середовищ. Тим часом такого недоліку можна уникнути, якщо застосовувати склопластикову арматуру, виготовлену з додаванням рідкісноземельних металів.

Як і з чого виробляють склопластикову арматуру

Багатьом склопластикова арматура знайома не лише з фото в інтернеті, а й на практиці застосування у будівництві, проте мало хто знає, як вона виробляється. Технологічний процес виробництва арматурних прутків зі склопластику, за яким дуже цікаво спостерігати за відео, легко піддається автоматизації та може бути реалізований на базі як великих, так і невеликих виробничих підприємств.

Для виготовлення такого будівельного матеріалу насамперед необхідно підготувати сировину, як яку використовується алюмоборсилікатне скло. Щоб надати вихідній сировині необхідний ступінь тягучості, його розплавляють у спеціальних печах і з отриманої маси витягують нитки, товщина яких становить 10–20 мікрон. Товщина отриманих ниток настільки невелика, що якщо зняти їх на фото або відео, то без збільшення отриманої картинки їх не розглянути. На склоніті за допомогою спеціального пристрою наноситься склад, що містить масло. Потім з них формуються пучки, які отримали назву склоровінгу. Саме такі пучки, зібрані з безлічі тонких ниток, є основою склопластикової арматури і багато в чому формують її технічні та міцнісні характеристики.

Після того, як нитки зі склопластику підготовлені, вони подаються на виробничу лінію, де їх і перетворюють на арматурні прутки різного діаметра та різної довжини. Подальший технологічний процес, познайомитися з яким можна за численними відео в інтернеті, виглядає так.

Через спеціальне обладнання (шпулярник) нитки подаються на натяжний пристрій, який одночасно виконує два завдання: вирівнює напругу, наявну в склонитках, має в своєму розпорядженні певну послідовність і формує майбутній арматурний стрижень.
Пучки ниток, на поверхню яких попередньо був нанесений склад, що містить масло, обдаються гарячим повітрям, що необхідно не тільки для їх просушування, але і для незначного нагрівання.
Прогріті до необхідної температури пучки ниток опускаються у спеціальні ванни, де просочуються сполучною речовиною, також нагрітим до певної температури.
Потім пучки ниток пропускаються через механізм, з якого виконується остаточне формування арматурного стрижня необхідного діаметра.
Якщо виготовляється арматура не з гладким, а з рельєфним профілем, то відразу після виходу з механізму калібрування здійснюється навивка пучків зі склониток на основний стрижень.
Щоб прискорити процес полімеризації сполучних смол, готовий арматурний пруток подається в тунельну піч, перед входом в яку на прутки, що виготовляються без навивки, наноситься шар дрібнофракційного піску.
Після виходу з печі, коли склопластикова арматура практично готова, стрижні охолоджують за допомогою проточної води і подають на різання або механізм їх змотування в бухти.

Таким чином, технологічний процес виготовлення склопластикової арматури не такий складний, про що можна судити навіть з фото або відео окремих етапів. Тим часом такий процес вимагає використання спеціального обладнання та суворого дотримання всіх режимів.

На відео нижче можна наочно ознайомитися з процесом виробництва композитної склоарматури на прикладі роботи виробничої лінії ТЛКА-2.

Параметри – вага, діаметр, крок навивки

Арматура, виготовлення якої використовується скловолокно, характеризується рядом параметрів, визначальних область її застосування. До найбільш значимих відносяться:

вага одного погонного метра арматурного дроту;
для виробів з рельєфним профілем – крок навивки пучків скловолокна з їхньої поверхні;
діаметр арматурного стрижня.

На сьогоднішній день арматура з рельєфним профілем випускається з кроком навивки, рівним 15 мм.

Зовнішній діаметр арматурного прутка характеризується номером, який присвоюється виробу відповідно до Технічних умов виробництва подібної продукції. Відповідно до ТУ, арматурні прутки зі скловолокна сьогодні випускаються під такими номерами: 4; 5; 5,5; 6; 7; 8; 10; 12; 14; 16; 18. Вага погонного метра арматурних прутків зі скловолокна, представлених на сучасному ринку, варіюється в межах від 0,02 до 0,42 кг.

Види склопластикової арматури та сфери її застосування

Арматура, для виробництва якої використовується скловолокно, має безліч різновидів, що різняться між собою не тільки за діаметром і формою профілю (гладка і з рифленням), але й у сфері використання. Так, фахівці виділяють склопластикову арматуру:

робочу;
монтажну;
розподільну;
спеціально призначену для армування бетонних конструкцій.

Залежно від розв'язуваних завдань така арматура може використовуватись у вигляді:

штучних прутків;
елементів армуючих сіток;
арматурних каркасів різної конструкції та габаритів.

Незважаючи на те, що арматура, виготовлена зі склопластику, з'явилася на вітчизняному ринку нещодавно, підприємства, будівельні компанії та приватні особи вже досить активно використовують її для вирішення різноманітних завдань. Так, набирає популярності застосування склопластикової арматури в будівництві. З її допомогою армують фундаменти та інші конструкції з бетону (дренажні колодязі, стіни та ін), її застосовують для зміцнення кладки, що виконується з цегли та блокових матеріалів. Технічні характеристики склопластикової арматури дозволяють успішно використовувати її в дорожньому будівництві: для армування дорожнього полотна, зміцнення насипів та слабких основ, створення монолітних бетонних основ.

Приватні особи, які самостійно займаються будівництвом у себе на присадибній ділянці або на дачі, також встигли оцінити переваги даного матеріалу. Цікавий досвід застосування склопластикової арматури на дачах та в городах приватних будинків як дуги для зведення парників. В інтернеті можна знайти безліч фото таких акуратних і надійних конструкцій, які не схильні до корозії, легко ставляться і так само легко демонтуються.

Великою перевагою використання такого матеріалу (особливо для приватних осіб) є простота його транспортування. Змотану в компактну бухту склопластикову арматуру можна забрати навіть на легковому автомобілі, чого не можна сказати про вироби з металу.

Що краще – склопластик чи сталь?

Щоб відповісти на запитання, яку арматуру краще використовувати – сталеву чи склопластикову, слід порівняти основні параметри цих матеріалів.

Якщо арматурні прутки зі сталі мають і пружність, і пластичність, то склопластикові вироби - тільки пружністю.
За межі міцності склопластикові вироби значно перевершують металеві: 1300 та 390 МПа відповідно.
Більш кращим є скловолокно і коефіцієнт теплопровідності: 0,35 Вт/м*С0 – проти 46 у сталі.
Щільність арматурних прутків із сталі становить 7850 кг/м3, зі скловолокна – 1900 кг/м3.
Вироби зі скловолокна, на відміну від арматурних прутків зі сталі, мають виняткову корозійну стійкість.
Скловолокно - це діелектричний матеріал, тому вироби з нього не проводять електричний струм, відрізняються абсолютною прозорістю для електромагнітних хвиль, що особливо важливо при будівництві певного призначення (лабораторії, дослідні центри та ін.).

Тим часом вироби зі скловолокна недостатньо добре працюють на вигин, що обмежує їхнє застосування для армування плит перекриття та інших сильно навантажених бетонних конструкцій. Економічна доцільність використання арматурних прутків, виготовлених із композитних матеріалів, полягає ще й у тому, що їх можна придбати рівно таку кількість, яку вам необхідно, що робить їх застосування практично безвідходним.

Резюмуємо все сказане вище. Навіть з огляду на всі унікальні характеристики композитної арматури, застосовувати її слід дуже обдумано і тільки в тих сферах, де цей матеріал виявляє себе найкраще. Небажано використовувати таку арматуру для зміцнення бетонних конструкцій, які в процесі експлуатації будуть дуже серйозні навантаження, здатні стати причиною її руйнування. У всіх інших випадках застосування арматури зі скловолокна та інших композитних матеріалів підтвердило свою ефективність.