Модуль упругости стеклопластиковой арматуры - Brigada-Doma.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Модуль упругости стеклопластиковой арматуры

Мифы о композитной арматуре

Прежде, чем приобрести композитную арматуру , любой покупатель пожелает узнать особенности ее применения, положительные и отрицательные стороны, и главный источник информации – интернет. Но понять, какая информация достоверна, не всегда удается. Попробуем дать ответ на наиболее сложные вопросы и развеять устоявшиеся мифы:

Миф первый: Арматура из композита – «резиновая». Подразумевается, что у композитной арматуры модуль упругости ниже, чем у стальной. Так ли это?

Чтобы растянуть образец на заданное некоторое расстояние, необходимо приложить определенное усилие – это и есть модуль упругости. У композитной арматуры он составляет 45000 Мпа, у металлической – 200 000 Мпа. Значит арматуру из композита в 4 раза легче «растянуть». Однако проведенные исследования доказали, то у стальных материалов величина модуля упругости не постоянна и резко снижается при усилении нагрузки из-за появления пластических деформаций. Главная задача арматуры в бетоне – работа на растяжение и разрыв. У самого бетона модуль упругости имеет колебания в пределах от 20000 до 30000 Мпа, в зависимости от марки, но резиновым его назвать сложно.

Учитывая свойства материала, необходимо учитывать полный комплекс его характеристик, который включает относительное удлинение на разрыв, временное сопротивление разрыву, предел текучести, равномерное удлинение.

Конструкция из железобетона при нагрузке ведет себя следующим образом: После небольшого растяжения в бетоне появляются микротрещины, после чего металлическая арматура препятствует окончательному его растрескиванию. Микротрещины в нагружаемой конструкции явление обычное, так как даже при минимальной нагрузке предотвратить их появление невозможно. От модуля упругости арматуры зависит размер этих трещин, чем он меньше, тем сильнее бетон «провиснет». Чтобы вся конструкция не обрушилась, в действие вступает предел прочности. Чем выше этот предел, тем более сильную нагрузку выдержит бетон. У самого бетона предел прочности при растяжении в 8-20 раз ниже прочности при сжатии. Маркировка В25 означает, что данный класс материала способен выдержать давление на сжатие 25Мпа, а на растяжение всего 1-4 Мпа. У стали этот показатель равен 400 Мпа, а у композитной арматуры 1200 Мпа. Данная характеристика показывает, что конструкция с композитной арматурой способна выдержать в 3 раза большую нагрузку, чем с металлической. Но при этом она в 4 раза сильнее провиснет. Размер микротрещин при одинаковой нагрузке в бетоне с металлической арматурой будет в 4 раза меньше.

Использование стальной арматуры регулируется ГОСТами и СНиПами, так как со временем она подвергается коррозии, теряет свойства, что может привести к обрушению конструкции. Арматура из композита не ржавеет и разрушение ей не грозит. Однако появление трещин в бетоне не является только следствием коррозии. При усилии на разрыв деформация стеклопластика составляет до 2,8%, а металла 25%.

В СП52-101-2003 указано, что армированные бетонные конструкции дают трещины при деформации растяжения 0,015%, т.е. задолго до предела прочности арматуры, независимо от ее материала (композита или стали).

Если возникло желание заменить металлическую арматуру на композитную в перекрытиях или несущих стенах, необходимо произвести перерасчет проектно-технической документации, что позволит избежать появления крупных трещин. Перерасчет производится для конструкций, подвергающихся максимальным нагрузкам. В местах, где предполагается минимальная нагрузка, допускается замена металлической арматуры на композитную с меньшим диаметром. СНиП позволяет не производить перерасчет раскрытия трещин, не предусмотренных конструкцией. Поэтому элементы конструкции, не подверженные сильной нагрузке, можно смело выполнять с применением стеклопластиковой арматуры.

Миф второй. Равнопрочная или равнозначная замены? В чем разница?

Не следует путать равнопрочную и равнозначную замены. Если образец не уступает по прочности исходную конструкцию, то говорят о равнопрочной замене. В данном случае под прочностью подразумевается «предел прочности», максимальное механическое напряжение, после которого наступает разрушение материала. В ГОСТе 1497-84 под прочностью понимается «временное сопротивление разрушения», напряжение, которое соответствует максимальному усилию перед разрывом образца при испытаниях.

Если произвести замеры двух образцов из металла и композитного материала, получим следующие показатели: прочность на разрыв у композита диаметром 10 мм составит 63000 Мпа, а у стали диаметром 14 мм 60 000 Мпа. Это показывает, что данная замена не является равнопрочной, так как арматура из композита прочнее на 5%. Отсюда вывод, что при равнопрочной замене металлическую арматуру диаметром 14 мм можно смело заменить на композитную с диаметром 10мм.

Что же такое равнозначная замена? При такой замене физические характеристики образцов должны быть идентичны. Если у стеклопластиковой арматуры модуль упругости в 4 раза меньше, чем у металлической, то для замены ее необходимо брать в 4 раза больше. Способность твердого тела деформироваться при приложении к нему усилия называют модулем упругости. Этот термин включает в себя несколько физических величин. Рассчитаем диаметры материалов при равнозначной замене. Если композитного материала необходимо в 4 раза больше, то используя формулу площади круга получаем, что для замены металлической арматуры диаметром 10 мм требуется стеклопластик диаметром 20 мм.

Полученные расчеты необходимо учесть до начала строительства или составления проекта, и четко понимать разницу между равнозначной и равнопрочной заменой.

В конструкциях, где прогиб арматуры не имеет особого значения, целесообразно использовать более прочные композитные материалы. В плитах перекрытия или несущих стенах требуется использование металлической арматуры с высоким модулем упругости или производить перерасчет при использовании стеклопластика.

Преимущества и недостатки, технические характеристики и применение стеклопластиковой арматуры (СПА)

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.

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.

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.
Читайте также:  Как просверлить стену в панельном доме

Свойства арматуры из стеклопластика

Чтобы понять плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, необходимо знать ее свойства. Описание преимущества стеклопластиковой арматуры приведены ниже.

  1. 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.
  2. Коэффициент теплопроводности 0,35 Вт/м С против 46 Вт/м С у стальных прутков, что исключает появление мостиков холода, и заметно снижает теплопотери.
  3. Соединение прутов из стеклокомпозита производится пластиковыми хомутами, вязальной проволокой и соответствующими фиксаторами без сварочного аппарата.
  4. 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.
  5. 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.
  6. Меньшая по сравнению с аналогами стоимость.
  7. Возможность бесшовной укладки.
  8. Величина коэффициента теплового расширения близка к коэффициенту теплового расширения бетона, что практические исключает возникновение трещин при перепадах температур.
  9. Широкий диапазон температур, при котором можно применять материал: от – 60 С до +90 С.
  10. 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:

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.

МатериалСПАСталь
Прочность на разрыв, МПа480-1600480 -690
Относительное удлинение, %2,225
Модуль упругости, МПа56 000200 000
Коррозионная стойкостьНеподвержен коррозииВ зависимость от сорта стали подвержен коррозии в большей или меньшей степени
Коэффициент теплопроводности Вт/м С0,3546
Коэффициент теплового расширения в продольном направлении, х10 -6/С6-1011,7
Коэффициент теплового расширения в поперечном направлении, х10-6/С21-2311,7
ЭлектропроводностьДиэлектрикПроводник
Прочность на изломНизкаяВысокая
Оптимальный температурный диапазонот -60 С до +90 СНижний предел от -196 С до -40 С; верхний предел от 350 С до 750 С
Срок службы, летдо 5080-100
Способ соединенияхомуты, фиксаторы, вязальная проволокавязальная проволока, сварка
Возможность изгиба прутьев в условиях стройкинетесть
Радиопрозрачностьданет
ЭкологичностьМалотоксичный материал, класс безопасности 4Нетоксичен

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 крючка для вязки арматуры, 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.

Сравнительные характеристики

Прежде всего,арматураиз полимерных строительных материалов, отличается высокой прочностью и достаточно низким удельным весом (меньше практически в четыре раза), если сравнивать с аналогичной арматурой, изготовленной из металла. К тому же показатель прочности на разрыв у композитной арматуры из стеклопластика в два с половиной раза превышает данный показатель у аналогов из металла. Эти свойства позволяют в значительной степени расширить область использованиястеклопластиковой арматуры. Сравнительные характеристики композитной арматуры АКП-СП и стальной арматуры A-III

Сравнительные технические характеристики композитной стеклопластиковой арматуры и стальной арматуры

ХарактеристикиАрматура металлическая класса A-III (A400C)Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС)Описание
МатериалСтальСтеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы
Предел прочности при растяжении, МПа3901268Чем выше показатель, тем лучше. Характеристика арматуры на разрыв – самый основной показатель при учете нагрузок на готовое изделие. Во всех готовых изделиях арматура работает именно на разрыв, кроме плит перекрытия в которых учитывается еще и её модуль упругости.
Модуль упругости, Мпа200 00060 000Чем выше показатель тем лучше. Характеристика показывающая нагрузку на прогиб арматуры, в готовых изделиях. Учитывается только в межэтажных плитах перекрытия, перемычках, мостостроении и т.п.
Относительное удлинение, %252,2Чем ниже показатель, тем лучше. Характеристика которая помогает избежать трещин в фундаменте. Стеклопластик в отличие от металла практически не растягивается. Является немаловажным фактором при заливке полов, при изготовлении дорожных плит. Отрезок дороги в г. Пермь по ул. Карпинского(От путепровода через транссибирскую железнодорожную магистраль до ул. Стахановская) был изготовлен 9 лет назад с применением композитной арматуры до сих пор полностью отсутвуют продольные и поперечные трещины и разрушение асфальтобетонного покрытия(!).
Плотность, т/м371,9Влияет на вес изделия.
Коррозионная стойкость к агрессивным средамКоррозируетНержавеющий материалХарактеристика позволяющая использовать материал в агрессивной среде и в местах непосредственного контакта с водой (укрепление береговой линии, колодцы, водоотливы, бордюры и т.п.), а также дающая экономию бетона при производстве плит, за счёт уменьшения защитного слоя (который для металлической арматуры значительно больше).
ТеплопроводностьТеплопроводнаНетеплопроводнаДанная характеристика позволяет увеличить сохранение тепла в зданиях на 35% больше, чем металлическая в случае применения в качестве гибких связей внешних стен с отделочным материалом ( т.к. в отличие от стальной арматуры не образует мостиков холода).
ЭлектропроводностьЭлектропроводнаНеэлектропроводна — диэлектрикВ отличие от стальной арматуры, не создает “экрана”, который мешает работе сотовой связи.
Выпускаемые профили, мм6 — 804 — 24В разработке другие размеры, а также арматура различной конфигурации.
ДлинаСтержни длиной 6 — 12 мВ соответствии с заявкой покупателя. Любая строительная длина. Возможна поставка в бухтах.Данная характеристика дает экономию за счет уменьшения или практически полного отсутвия обрезков по сравнению с металлической арматурой а так же дает преимущество исключая связку хлыстов между собой, так как длина в бухте 100 и более метров
ЭкологичностьЭкологичнаНетоксична, по степени воздействия на организм человека и окружающую среду относится к 4 классу опасности (малоопасна)Вреда для здоровья не выявлено. Имеется гигиенический сертификат.
ДолговечностьВ соответствии со строительными нормами около 50 лет.НеизвестноТак как материал не корозирует и не вступает в реакцию с агресивными средами то о его долговечности можно только догадываться.
Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м2При использовании арматуры 8 А-III размер ячейки 14 x 14 см. вес 5,5 кг/м2При использовании арматуры 8 АКС размер ячейки 23 x 23 см. вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз.Меньший вес композитной арматуры позволяет добиться значительной экономии на доставке и удобства при погрузо-разгрузочных работах.

Равнопрочная замена стальной металлической на композитную стеклопластиковую арматуру.

Понятие равнопрочной замены представляет собой замену арматуры произведенной из стали, на арматуру из композитных материалов, которая имеет такую же прочность и схожие прочие физико-механические показатели. Под равнопрочным диаметром стеклопластиковой арматуры, будем понимать ее такой наружный диаметр, при котором прочность будет равна прочности аналога из металла заданного диаметра.

Металлическая арматура класса A-III (A400C)Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС)
64
85,5
106
128
1410
1612
1814
2016

Диаграмма растяжения. Определения предела текучести и предела прочности металлической арматуры

На рисунке 1 приведена кривая зависимости напряжения от деформации металлической арматуры.

На рисунке 2 приведено примерное расположение кривых зависимости напряжения
от деформации металлической и композитной арматуры (1).

σп- Наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука, называется пределом пропорциональности. Предел пропорциональности зависит от условно принятой степени приближения, с которой начальный участок диаграммы можно рассматривать как прямую.

Упругие свойства материала сохраняются до напряжения, называемого пределом упругости σу, т.е это наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций.

σт- предел текучести.

Под пределом текучести понимается то напряжение, при котором происходит рост деформации без заметного увеличения нагрузки. В тех случаях, когда на диаграмме отсутствует явно выраженная площадка текучести, за предел текучести условно принимается величина напряжения, при котором остаточная деформация составляет 0,2%.

Отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец, к его начальной площади поперечного сечения носит название предела прочности или временного сопротивления. Предел прочности также является условной величиной.

Единица измерения предела текучести и предела прочности – паскаль Па. Более удобно предел текучести и предел прочности измерять в мегапаскалях МПа.

Преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиковая арматура широко используется в строительстве на западе, тогда как в отечественной промышленности ее применение слабо распространено. Однако в последнее время популярность данного материала растет, причиной тому является множество эксплуатационных преимущества, в сравнении с традиционным металлопрокатом.

В данной статье представлена стеклопластиковая арматура (АСП). Мы рассмотрим технические характеристики, преимущества и недостатки, типоразмеры и применение композитной арматуры.

1 Сортамент и ГОСТы

Неметаллическая композитная арматура разрабатывалась еще в СССР в 60-х годах, однако серийное производство материала так и не было налажено ввиду тогдашней дороговизны стеклопластика. Тем не менее, при строительстве нескольких крупных объектов композитная арматура использовалась, среди которых — линии электропередач в Батуми, Москве и мосты в Хабаровске.

На сегодняшний день не существует стандарта ГОСТ с техническими требованиями к данному материалу (проект находится в разработке). Основным нормативным актом является СНиП №52-01-2003 «Композитная арматура», согласно которому стекловолоконные изделия можно использовать в строительстве в качестве замены металлопрокату. Каждый из производителей имеет ТУ на свою продукцию, вместе с которой поставляются протоколы испытаний и сертификаты допуска.

Диаметры композитной арматуры

Композитная арматура производится в диапазоне диаметров 4-20 мм. Профиль стержней может быть рифленым либо гладким. В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды неметаллических изделий:

  • АСП — стеклопластиковая арматура, производится из стекловолокна, связанного слоем синтетической смолы;
  • АБП — базальтопластиковые изделия, в который стекловолоконная сердцевина заменена расплавом из базальтовых волокон;
  • АСПЭТ — изделия из стекловолокна и полимерного термопласта;
  • АУП — углепластиковая арматура.

Читайте также: описание устройства и назначение фонтанной арматуры.

Наиболее распространены в строительстве АСП и АБП, углепластиковая арматура используется реже из-за меньшей механической прочности материала.
к меню ↑

1.1 Сферы применения

Применение с.п. арматуры в строительстве практикуется при возведении жилых, общественных и промышленных сооружений, а также малоэтажных зданий, где АСП используется для:

  • армирования железобетонных конструкций (стен и плит перекрытия);
  • ремонта поверхностей объектов из кирпича и железобетона;
  • послойной кладки стен по технологии гибких связей;
  • армирования фундаментов всех типов (плитных, ленточных, столбчатых);
  • армирования полов и стяжек;
  • укрепления стен и газобетонных блоков и монтаж монолитных армопоясов.

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

Распространено применение с.п. арматуры и в сфере дорожного и железнодорожного строительства, в которых АСП применяется:

  • при обустройстве насыпей и дорожных покрытий;
  • при укреплении откосов дорог;
  • при строительстве мостов;
  • при укреплении береговых линий.

Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций отличается полной устойчивостью к коррозии и химически агрессивным веществам, что значительно расширяет сферу ее применения.
к меню ↑

1.2 Преимущества АСП

Композитная арматура имеет следующие эксплуатационные преимущества:

  1. Материал классифицируется по первой группе химической стойкости, его можно использовать в кислотах и щелочных средах.
  2. Стеклопластиковая (далее — с.п.) арматура (АСП) имеет в 3 раза большую прочность на разрыв, чем стальная. Это позволяет использовать при строительстве изделия меньшего диаметра.
  3. Вес АСП в 4 раза меньше, чем у металлопроката — с.п. арматура имеет плотность 1.9 кг/м 3 , металлическая — 7.9 кг/м 3 .
  4. Композитная арматура для фундамента стоит на 50-60% дешевле, чем металлопрокат с аналогичными эксплуатационными характеристиками.
  5. АСП отличается удобством транспортировки без необходимости привлечения грузовых автомобилей — прутки диаметром до 10мм поставляются в бухтах произвольной длины, стометровая бухта стержней 8 мм весит около 7.5 кг.

Бухта стеклопластиковой арматуры в багажнике

Читайте также: какие бывают классы арматуры, и как они маркируются?

Недостатки с.п. арматуры – низкий модуль упругости (в 4 раза меньше, чем у стальной), что ограничивает возможность ее применения при вертикальном армировании, склонность к потере прочности при нагреве выше 600 градусов. Учитывайте, что композитная арматура не подлежит гибке в условиях строительной площадки — при необходимости использования гнутых элементов необходимо заказывать их отдельно у производителя.
к меню ↑

2 Сравнение АСП и металлических аналогов

Предлагаем вашему внимание сравнение технических характеристик композитной и стальной арматуры.

Тип арматурыМеталлическаяСтеклопластиковая (АСП)
Материал изготовленияСталь марки 25Г2С либо 35 ГССтекловолокно, соединенное синтетической смолой
Вес7.9 кг/м 31.9 кг/м 3
Сопротивление к нагрузкам на растяжение (МПа)3601200
Модуль упругости (МПа)200 00055 000
Относительное удлинение (%)242.3
Зависимость «напряжение-деформация»Кривая линия с площадкой текучестиПрямая линия с упруголинейной зависимостью вплоть до разрушения
Линейное расширение (мм/м)14-159-11
Устойчивость к коррозийным средамНизкая, подвержена ржавчинеВысокая, не ржавеет
Теплопроводность материалов (Вт/мК)470.46
ЭлектропроводностьПрисутствуетДиэлектрик
Диаметры6-80 мм4-20 мм
Мерная длина6-12 мПроизвольная длина по требованию заказчика

Рассмотрим сравнение взаимозаменяемых диаметров композитных и металлических изделий на примере стержней марки А3:

  • 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 Обзор стеклопластиковой арматуры (видео)


к меню ↑

3 Технология производства композитных изделий

Стеклопластиковая арматура производится из ровинга (волокон исходного сырья), связующего материала — полимерной смолы, отвердителя и ускорителя твердения. Конкретное соотношение материалов зависит от температурного режима и влажности внутри производственного помещения.

Читайте также: чем отличается арматура марки А500С, и каковы ее параметры?

Производственная линия включает следующее оборудование:

  1. Нагревательный бункер — в нем волокна прогреваются для повышения адгезии со смолой.
  2. Ванна пропитки — ровинг пропитывается смесью из смолы и отвердителей.
  3. Обмотчик — продавливает сырье через фильеры, при прохождении которых формируются стержни заданного диаметра.
  4. Оборудование для нанесение песка, где гранулы песка равномерно распределяются по поверхности прутка, а излишки удаляются воздушным потоком.
  5. Печь полимеризации, где происходит набор прутками проектной прочности.
  6. Оборудование для охлаждения изделий, представляет собой линию длиной 3-5 метров, расположенную на выходе из печи полимеризации.
  7. Протяжное оборудование, отрезной механизм и установка для смотки бухт — готовая стеклопластиковая арматура нарезается на участки требуемой длины либо сматывается в товарные бухты длиной 50-100 м.

Линия производства композитной арматуры

На рынке представлено множество типовых решений производственных линий, включающих все необходимое оборудование. Стоимость новой линии варьируется в пределах 3-5 млн рублей.

Оборудование средней продуктивности способно производить до 15 000 м арматуры в течении рабочего дня.
к меню ↑

3.1 Отзывы о применении

Чтобы составить картину о целесообразности использования композитных изделий ознакомьтесь с отзывами людей, обладающих опытом их применения.

В. П. Бобырев, 39 лет, Москва:

Пластиковая арматура для фундамента является отличной заменой металлопрокату. Говорю как строитель с 10-ти летним опытом. У самого дом стоит на армированном композитом МЗФ — никаких проблем. Эксплуатационные характеристики композита позволяют ему выдерживать любые нагрузки в малоэтажном строительстве, так что использовать можно смело.

С. О. Чернов, 48 лет, Ростов:

Композитная арматура — хороший бизнес. Имею небольшое собственное производство, которое функционирует уже 4 года — клиентов всегда достаточно. БУ оборудование можно найти на вторичном рынке за приемлемые деньги (до 1 млн), окупается все менее чем за пол года. Лично укреплял композитом стены дома из газобетонных блоков, остался доволен.

Статьи по теме:

Портал об арматуре » Арматура » Виды » Преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры

Сравнение стеклопластиковой композитной арматуры и стальной

Виды стальной арматуры

Обычно в ЖБК применяют рабочую, монтажную, распределительную и анкерную арматуру. Рабочий тип арматуры отлично воспринимает все растягивающие усилия от внешнего воздействия. Она хорошо воспринимает и скалывающие усилия. Распределительная фиксирует рабочие арматурные стержни в заданном положении и равномерно распределяет нагрузку между ними. Монтажные стержни предназначены для сборки каркаса, анкерную арматуру используют в качестве закладных деталей. По характеру принимаемых нагрузок изделия можно разделить на продольные, а также поперечные. Продольная арматура воспринимает напряжения растяжения, не позволяя появляться вертикальным трещинам в «узких» местах. Поперечные изделия препятствуют образованию наклонных разрывов, возникающих от скалывающих напряжений возле опор.

По способу распределения выделяют армированные каркасы, сетки и штучные стержни. По методу изготовления можно выделить стержневые, канатные и проволочные изделия. Арматура подразделяется по принципу действия на напрягаемую и ненапрягаемую. Перед использованием напрягаемой конструкции необходимо провести процедуру предварительного натяжения. Такая процедура поможет уменьшить прогиб, снизить расход металла и препятствуют образованию трещин. Для армирования конструкций с предварительным напряжением используют штучные стержни, пряди из 3-миллиметровой проволоки и канаты из множества стальных прядей.

Достоинства арматуры из стали

Изделия из металла используются в железобетонных конструкциях уже больше века. Несмотря на появление новых видов арматуры, в некоторых ЖБК используют только стальные стержни, проволоку и канаты. Арматуру из стали используют в преднапряженном железобетоне. Такой вид материала предназначен для преодоления действия напряжения растяжения. При производстве подобного железобетона используют стальную арматуру с высоким показателем прочности на растяжение. Первым делом стальные стержни натягивают специальным устройством, а затем укладывают смесь бетона.

В результате освобождения проволоки либо стержней сила предварительного натяжения передается бетону и создается определенное напряжение сжатия, которое позволяет избавиться от растягивающих напряжений. Помимо использования в преднапряженном бетоне железная арматура имеет больший модуль упругости и коэффициент теплопроводности. Она имеет более широкий диапазон диаметров, в отличие от стеклопластиковой арматуры. Можно купить изделия с диаметром от шести до сорока миллиметров.

Виды стеклопластиковой арматуры

СПА является одним из видов композитных материалов. Помимо волокон из стекла для производства композитного армирующего изделия используют волокна:

  • Арамидные.
  • Углеродные.
  • Базальтовые.

    Каждый из видов волокон пропитывается полимерным составом, чаще эпоксидной смолой. После процедуры пропитки стержни отправляются в специальную печь для сушки. Когда процесс сушки завершен, из печи получают готовое изделие, которое уже можно использовать.

    Стоит выделить вид стеклопластиковой арматуры, в которой в качестве связывающего полимера выступает полиэтилентерефталат. Такие изделия можно перерабатывать, так как в составе используется термопластичный полимер. АСПЭТ имеет низкую стоимость, но её показатели прочности значительно уступают продукции из стеклопластика и базальтовых волокон.

    Преимущества арматуры из стеклопластика

    Стеклопластиковые стержни имеют много достоинств, но подходят не для всех видов бетонных конструкций. Их лучше всего использовать для армирования кирпичных кладок, ремонта зданий и сооружений, для фундамента малоэтажных зданий. Арматура из стеклопластика имеет ряд очевидных достоинств:

  • Меньший удельный вес.
  • Отлично противостоит коррозии, короблению и гниению.
  • Расход материала значительно ниже.
  • Стойкость к агрессивным средам, морской воде.
  • Не нужно использовать сварочный аппарат для монтажа каркаса.
  • Проведение монтажа без применения строительной техники.
  • Стойкость к разрывам позволяет использовать в дорожных конструкциях.

    Однако из-за низкого показателя модуля упругости СПА не рекомендуется использовать для строительства плит перекрытия. Стержни из стеклопластика при температуре свыше 600 градусов способны размягчаться, терять свою упругость. Для повышения огнестойкости конструкции стоит использовать дополнительные теплоизоляционные материалы. Отсутствие возможности сваривать стержни из стеклопластика приводит к дополнительным трудозатратам по соединению деталей.

    Сравнение технических показателей

    Из таблицы, приведенной ниже, видно, что стеклопластиковые стержни лучше сопротивляются растяжению, но имеют модуль упругости в 4 раза меньше, чем стальная. СПА имеет меньшую плотность и коэффициент линейного расширения. Отсутствие возможности проводить ток положительно влияет на срок службы бетонной конструкции.

    ХарактеристикиАрматура
    Стальной арматурный прокат класса А400 (А-III)Арматура стеклокомпозитная АСК «РЕБАР»
    МатериалСтальСтеклопластик на основе эпоксидной смолы
    Нормативное сопротивление растяжению, МПа3901000
    Модуль упругости, МПа200 00050 000
    Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С)460,46
    Коэффициент линейного расширения, αх10-5/°C13–159–12
    Плотность, т/м37,852,0
    Коррозионная стойкость к агрессивным средамНизкаяВысокая
    ЭлектропроводностьЭлектропроводнаДиэлектрик
    Выпускаемые диаметры6–104–20
    ДлинаСтержни длиной до 11,7 мВ соответствии с заявкой покупателя, до 200 м
    ДолговечностьВ соответствии со строительными нормамиПрогнозируемая долговечность не менее 80 лет

    Арматура из стали имеет больший диапазон диаметров, чем стеклопластиковая, поэтому её целесообразно применять на сложных строительных объектах. Обычно СПА продают в бухтах по 50, 100, 150 метров.

    Сравнение расхода и стоимости

    Выше было выделено, что СПА имеет меньший удельный вес и расход. Из-за меньшей прочности на прогиб для одной и той же бетонной конструкции требует СПА с большим диаметром.

    Арматура стеклокомпозитная АСК «РЕБАР»Арматурная сталь А400 (А-III)
    Диаметр, ммВес, пог. м в кгКол-во метров в тоннеДиаметр, ммВес, пог. м в кгКол-во метров в тонне
    40,03231 25060,224 504,5
    60,05418 51880,402 531,7
    80,08511 764120,891 126,1
    100,1357 407141,21826,5
    120,205 000161,58632,9
    140,263 846202,00404,9
    160,352 857222,47335,6
    180,432 326252,98259,7
    200,601 667284,83207,0

    Стоимость арматуры из композита в разы меньше, чем стоимость стальной арматуры.

    При возведении фундамента дачного дома, бани, малоэтажного здания из пеноблоков и другого вида ячеистого бетона можно смело использовать стеклопластиковую арматуру. Для сложного строительства крупных объектов все же стоит применять проверенную временем стальную арматуру.

  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector