Преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры. Композитная арматура, пластиковая арматура, полимерная арматура Преимущества композитной арматуры
Отправим материал вам на e-mail
Появление новых технологий в различных отраслях промышленности не обошло стороной и строительную отрасль. Появились новые материалы, которые позволили сократить сроки выполнения строительно-монтажных работ и снизить вес собираемых конструкций, улучшить теплотехнические характеристики сооружаемых объектов и их эксплуатационные характеристики. Одним из таких материалов, появившемся на строительном рынке нашей страны в последние годы, стала стеклопластиковая арматура, о которой и пойдёт речь в настоящей статье редакции сайт.
Внешний вид арматуры из композитных материалов
Структура, типоразмеры и эксплуатационные характеристики композитной стеклопластиковой арматуры
Строительный материал, изготовленный из стеклопластиковых волокон, пропитанных полимерным связующим составом, сформированный в виде стержней с рёбрами заданной величины и отвержденный в процессе производства, называется стеклопластиковой арматурой (СПА или АСП).
По своей структуре СПА представляет собой пруток, состоящий из двух частей, как то:
- внутренний стержень – обеспечивает прочностные характеристики изделия и изготавливается из стеклопластиковых волокон, размещаемых параллельно по отношению друг к другу или в виде косички, залитых полимерной смолой;
- наружный слой – изготавливается из волокон композитного материала, навиваемых на внутренний стержень или в виде абразива мелкой фракции, наносимого методом напыления.
Кроме того, что СПА различается по типу наружного слоя, она классифицируется по типоразмерам соответствующим образом:
- по диаметру – от 4,0 до 18,0 мм;
- по длине – до 12 м (при реализации в виде прутков).
К сведению! Стеклопластиковая арматура диаметром до 10,0 мм включительно может реализовываться в виде прутка или в бухтах. В случае реализации в виде бухты её длина зависит от оборудования, на котором она изготавливается. Арматура диаметром более 10,0 мм реализуется только в виде прутков.
Основными эксплуатационными характеристиками для данного материала являются следующие показатели:
- Диаметр – определяет пределы прочности изделия на изгиб и растяжение.
- Вес – характеризуется по массе одного погонного метра изделия.
- Шаг навивки – для СПА с рельефным покрытием.
Сферы применения и разновидности стеклопластиковой арматуры
В настоящее время СПА реализуется не только в виде прутков и в бухтах, а также предлагается в виде армирующих сеток и арматурных каркасов различной формы и габаритных размеров.
Благодаря разнообразию предложений и успешному опыту использования, данный материал используется при выполнении различных строительных и монтажных работ, а также для изготовления разнообразных конструкций.
Основными сферами использования стеклопластиковой арматуры являются:
К сведению! СПА нашла своё применение и на дачных участках: её успешно используют при изготовлении парников и теплиц в качестве дуг, на которые настилается укрывной материал, а также в качестве ограждений и поддерживающих конструкций для плодовых и овощных культур.Задать вопрос
«Изготовление стеклопластиковой арматуры регламентировано Межгосударственным стандартом ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия»».
Плюсы и минусы композитной стеклопластиковой арматуры
Причиной того, что после появления на рынке СПА стала достаточно востребована, стали положительные качества этого материала, к которым относятся:
- малый вес;
- устойчивость к окислению и прочим видам коррозии;
- низкая теплопроводность;
- длительные сроки эксплуатации;
- является диэлектриком (не проводит электрический ток);
- возможность применения без использования сварочного оборудования.
Недостатки также присутствуют, но их значительно меньше, это:
- относительно низкая термическая устойчивость;
- низкие показатели по упругости.
Статья по теме:
Вязка арматуры под ленточный фундамент является надежным способом создания жесткого металлического каркаса железобетонной конструкции. О том, как правильно и без лишних затрат выполнить эти работы мы расскажем в этом подробном материале.
На что обратить внимание при выборе
Когда выбор пал на использование стеклопластиковой арматуры при выполнении строительно-монтажных работ, то при её покупке следует обратить внимание на такие показатели как:
- Диаметр – должен соответствовать заявленным значениям.
- Цвет арматуры должен быть однородным и с оттенками не темнее, чем в заявленных характеристиках.
- Качество намотки наружного слоя.
- Продукция должна иметь соответствующие сертификаты качества и протокола выполненных испытаний.
Важно! Наличие цвета СПА более тёмных оттенков, чем заявлены производителем, говорит о том, что в процессе производства был нарушен температурный режим изготовления. Арматура подобного окраса является горелой и её технические характеристики не могут соответствовать заявленным.
При выборе СПА лучше всего изначально узнать репутацию компании производителя данного материала, для чего следует ознакомиться с отзывами в сети интернет и в прочих источниках информации.
Точка зрения эксперта
Дмитрий Холодок
Технический директор ремонтно-строительной компании "ИЛАССТРОЙ"
Задать вопрос«При намотке наружного слоя арматуры не должно быть допущено пережатие внутреннего стержня изделия, т.к. в противном случае нарушаются прочностные характеристики СПА».
Статья по теме:
В статье мы рассмотрим плюсы и минусы данного фундамента, нюансы его правильной заливки, а также какую марку бетона лучше всего выбрать, чтобы получить качественную конструкцию.
Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая
Какую арматуру выбрать – металлическую или стеклопластиковую – решается на стадии разработки проектной документации, или индивидуально, основываясь на сравнении основных технических характеристик, приведенных в нижеследующей таблице:
| Характеристика | Металл | Стеклопластик |
|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 390 | 1300 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/м²×К | 46 | 0,35 |
| Плотность, кг/м³ | 7850 | 1900 |
| Упругость | + | + |
| Пластичность | + | - |
| Стойкость к коррозии | - | + |
| Диэлектрические свойства | - | + |
Ведущие производители
Производством композитной стеклопластиковой арматуры занимаются во многих регионах нашей страны. Особенно это относится к районам с развитой промышленной инфраструктурой, как то:
- г. Москва и Московская область - «Московский Завод Композитных Материалов», ООО «НПЦ «СПЕЦПОЛИМЕР», ООО НПК «АРМАСТЕК» и прочие;
- г. Санкт-Петербург и Ленинградская область - «Лидер-Композит» и прочие;
- г. Ярославль - «Ярославский Завод Композитов»;
- г. Екатеринбург и Свердловская область - «Уралтеплострой», ООО «УЗКТ», ООО «Элпромтех», ООО НПФ «УралСпецАрматура»;
- г. Саратов - ООО «Поволжская арматура» (Polarm).
К сведению! Во многих городах производством СПА занимаются малые предприятия, работающие на местном уровне, поэтому при необходимости найти подобное производство в своем регионе необходимо изучить рынок строительных материалов.
Обзор цен и отзывы пользователей о композитной стеклопластиковой арматуре
Стоимость СПА зависит от её технических характеристик, места приобретения и компании её реализующей.
По состоянию на III квартал 2018 года средняя стоимость стеклопластиковой арматуры, при продаже её через дилеров компаний производителей, составляет:
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | |
|---|---|---|---|---|
| ПК «Композит» | АСК | 8,0 | с навивкой | 11,9 |
| 10,0 | 17,9 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| АСП | 8,0 | с песчаным покрытием | 13,9 | |
| 10,0 | 23,9 | |||
| 12,0 | 38,9 |
Стеклопластиковая арматура ПК «Композит»
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | Стоимость (по состоянию на сентябрь, руб./п. метр |
|---|---|---|---|---|
| «АрматСоюз» | СПА | 4,0 | с навивкой | 6,9 |
| 6,0 | 7,9 | |||
| 8,0 | 11,5 | |||
| 10,0 | 17,5 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| 14,0 | 42,9 | |||
| 16,0 | 60,9 | |||
| 18,0 | 94,9 |
Стеклопластиковая арматура «АрматСоюз»
| Производитель | Марка | Диаметр, мм | Тип наружного слоя | Стоимость (по состоянию на сентябрь, руб./п. метр |
|---|---|---|---|---|
| «Армпласт» | АСК | 4,0 | с навивкой | 5,5 |
| 6,0 | 7,9 | |||
| 8,0 | 11,5 | |||
| 10,0 | 17,9 | |||
| 12,0 | 26,9 | |||
| 14,0 | 42,74 | |||
| 16,0 | 60,52 | |||
| 18,0 | 94,32 | |||
| 20,0 | 117,6 | |||
| 22,0 | 138,99 | |||
| 25,0 | 180,17 | |||
| 28,0 | 223,10 | |||
| 32,0 | 292,74 | |||
| 36,0 | 312,80 |
Стеклопластиковая арматура «Армпласт»
По фактам использования СПА индивидуальные застройщики и профессиональные строители оставляют в сети интернет свои отзывы. Вот некоторые из них:
Видео: отзыв об использовании при заливке фундамента
Отзыв о заливке плиточного фундамента:
Разработанная еще в середине прошлого века в СССР, стеклопластиковая арматура (сокращенно АСП или СПА) начала масштабно использоваться сравнительно недавно. Популярность стеклотекстолитовые изделия приобрели благодаря снижению стоимости их производства. Малый вес, высокая прочность, широкие возможности применения и легкость монтажа сделали арматуру СПА хорошей альтернативой стальным пруткам. Материал прекрасно подходит для малоэтажного строительства, сооружения береговых укреплений, несущих конструкций искусственных водоемов, элементов мостов, ЛЭП.
Стеклопластиковая композитная арматура (АКС) представляет собой стержень, произведенный из стеклянного сплеточного нитевидного волокна (ровинга) прямого или скрученного, скрепленного особым составом. Обычно это синтетические эпоксидные смолы. Другой вид представляет собой стекловолоконный стержень с намоткой из углепластиковой нити. После намотки такие стекловолоконные заготовки подвергают полимеризации, превращая их в монолитный стержень. Стекловолоконная арматура имеет диаметр от 4 до 32 мм, толщиной от 4 до 8 мм упаковывается в бухты. Бухта содержит 100-150 метров арматуры. Также возможна нарезка в заводских условиях, когда размеры предоставляет заказчика. От технологии производства и связующего зависят прочностные характеристики стержня.
Варианты упаковки и транспортировки АСП.
Изготавливают материал методом протягивания. Стекловолокно, намотанное на бобинах, разматывают, пропитывают смолами и отвердителями. После этого пропускают заготовку через фильеры. Их назначение – отжим лишней смолы. Там же будущая арматура уплотняется и приобретает характерную форму с цилиндрическим сечением и заданным радиусом.
После этого еще на не отвердевшую заготовку наматывают по спирали жгут. Он необходим для лучшего сцепления с бетоном. Затем материал запекается в печи, где происходит процесс отвердения и полимеризации связующего. Из печи прутья направляется на механизм, где происходит ее протяжка. На современных заводах для полимеризации используются трубчатые печи. В них же удаляются летучие вещества. Готовую продукцию наматывают в бухты либо нарезают прутки необходимой длины (по предварительному заказу клиента). После продукция отправляется на склад. Также клиент может заказать арматуру с заданным углом изгиба.
Назначение и область применения
Стеклопластиковая арматура используется в различных отраслях промышленного и частного строительства, для обычного и предварительно напряженного армирования строительных конструкций и элементов, эксплуатация которых, проходит в средах с различной степенью агрессивного воздействия. Самые известные примеры использования.
- Армирование блочных, кирпичных стен и стен из газосиликатных блоков. Стеклопластиковая арматура показала весьма неплохие результаты при армировании данных конструкций. Основные плюсы: экономия средств и облегчение конструкций.
- В качестве связующего бетонных элементов, между которыми располагается утеплитель. СПА позволяет улучшить сцепление бетонных элементов.
- Для укрепления несущих элементов конструкций, которые подвержены воздействию факторов, вызывающих коррозию (искусственные водоемы, мосты, укрепительные сооружения береговых линий пресных и соленых естественных водоемов). В отличие от металлических прутьев, стекловолоконные не подвержены коррозии.
- Для армирования конструкций из клееной древесины. Использование арматуры из СПА позволяет в разы повысить прочность балок из клееного дерева и повысить жесткость конструкции.
- Возможно применение в строительстве ленточных заглубленных фундаментов для малоэтажных зданий, если они располагаются на твердых, неподвижных грунтах. Заглубление выполняется ниже уровня промерзания почвы.
- Для повышения жесткости полов в жилых домах и промышленных комплексах.
- Для повышения прочности и долговечности дорожек и дорожного покрытия.
Область применения стеклопластиковой арматуры.
Свойства арматуры из стеклопластика
Чтобы понять плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, необходимо знать ее свойства. Описание преимущества стеклопластиковой арматуры приведены ниже.
- По коррозионной стойкости прутья из стекловолокна почти в 10 раз превышают традиционные металлические. Изделия из стеклокомпозита практически не вступают в реакции с щелочами, соляными растворами и кислотами.
- Коэффициент теплопроводности 0,35 Вт/м С против 46 Вт/м С у стальных прутков, что исключает появление мостиков холода, и заметно снижает теплопотери.
- Соединение прутов из стеклокомпозита производится пластиковыми хомутами, вязальной проволокой и соответствующими фиксаторами без сварочного аппарата.
- Стеклопластиковая арматура – отличный диэлектрик. Это свойство используется еще с середины прошлого века при строительстве элементов ЛЭП, железнодорожных мостов и прочих конструкций, где электропроводящие свойства стали негативно влияют на работу приборов и целостность конструкции.
- Вес 1 метра стеклокомпозитной качественной арматуры в 4 раза меньше метрового стального прута равного диаметра при равной прочности на растяжение. Это позволяет в 7-9 раз уменьшить вес сооружения.
- Меньшая по сравнению с аналогами стоимость.
- Возможность бесшовной укладки.
- Величина коэффициента теплового расширения близка к коэффициенту теплового расширения бетона, что практические исключает возникновение трещин при перепадах температур.
- Широкий диапазон температур, при котором можно применять материал: от – 60 С до +90 С.
- Заявленный срок службы – 50-80 лет.
Арматура из стеклопластика в ряде случаев может успешно заменить стальную, но она имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать еще на стадии проектирования. Главные недостатки стеклопластиковой арматуры.
- Низкая термостойкость. Связующее возгорается при температуре 200 С, что не существенно в частном доме, но недопустимо в промышленных объектах, где к конструкциям предъявляют повышенные требования огнеупорности.
- Модуль упругости всего 56 000 МПА (для стальной арматурной проволоки порядка 200 000 МПа).
- Невозможность самостоятельно согнуть прут под нужным углом. Изогнутые прутья изготавливают на заводе по индивидуальному заказу.
- Прочность текстолитовых изделий со временем снижается.
- Арматура стеклопластиковая обладает низкой прочностью на излом, которая со временем только усугубляется.
- Невозможность создания твердого, жесткого каркаса.
Разновидности арматуры
Использование в строительстве стеклопластиковой арматуры требует ознакомления с видами данного материала. По назначению, материал делится на изделия:
- для монтажных работ;
- рабочую;
- распределительную;
- для армирования конструктивных элементов из бетона.
По способу применения АСП подразделяется на:
- нарезанные прутки;
- армирующие сетки;
- арматурные каркасы.
По форме профиля:
- гладкая;
- рифленая.
Форма профиля стеклопластиковой арматуры.
Сравнительные характеристики СПА и стальной арматуры
Для того чтобы выбрать стекловолоконную арматуру либо стальную, необходимо наглядно сравнить два вида. Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры приведены в таблице.
| Материал | СПА | Сталь |
|---|---|---|
| Прочность на разрыв, МПа | 480-1600 | 480 -690 |
| Относительное удлинение, % | 2,2 | 25 |
| Модуль упругости, МПа | 56 000 | 200 000 |
| Коррозионная стойкость | Неподвержен коррозии | В зависимость от сорта стали подвержен коррозии в большей или меньшей степени |
| Коэффициент теплопроводности Вт/м С | 0,35 | 46 |
| Коэффициент теплового расширения в продольном направлении, х10 -6/С | 6-10 | 11,7 |
| Коэффициент теплового расширения в поперечном направлении, х10-6/С | 21-23 | 11,7 |
| Электропроводность | Диэлектрик | Проводник |
| Прочность на излом | Низкая | Высокая |
| Оптимальный температурный диапазон | от -60 С до +90 С | Нижний предел от -196 С до -40 С; верхний предел от 350 С до 750 С |
| Срок службы, лет | до 50 | 80-100 |
| Способ соединения | хомуты, фиксаторы, вязальная проволока | вязальная проволока, сварка |
| Возможность изгиба прутьев в условиях стройки | нет | есть |
| Радиопрозрачность | да | нет |
| Экологичность | Малотоксичный материал, класс безопасности 4 | Нетоксичен |
Особенности монтажа СПА
Свойства и технические характеристики СПА, делают материал практически идеальным для строительства дома своими руками. Для того, чтобы дом был прочным и прослужил нескольким поколениям семьи, важно грамотно выполнить монтаж стеклопластиковой арматуры, учитывая ее недостатки.
Горизонтальное армирование фундамента
Укладка СПА для армирования фундамента выполняется после установки опалубки и подготовки площади. После этого укладывают продольный слой прутьев. Для этого берут прутки диаметром 8 мм. На него укладывают поперечный. Для этого берут 6-ти миллиметровую СПА. Эти слои образуют сетку. Узлы соединения фиксируются затяжными хомутами либо вязальной проволокой, диаметр которой 1 мм, в 2 пояса. Соединения выполняют с помощью , который можно купить либо изготовить самостоятельно используя толстую проволоку. Для больших объемов работ рекомендуется пользоваться аппаратом для вязки с электроприводом.
Края сетки из прутков должны быть в 5 см от опалубки. Добиться необходимого расположения можно посредством фиксаторов либо обычных кирпичей. Когда сетка готова и расположена правильно, заливают бетонную смесь. Здесь необходимо соблюдать осторожность. Арматура для фундамента АСП не обладает такой твердостью, как стальная. При неосторожной заливке, она может прогнуться или сместиться с заданного положения. Если прутки сместятся, исправить ситуацию после заливки будет крайне сложно.
Для получения прочного фундамента без пустот, залитую бетонную смесь утрамбовывают строительным вибратором.
Как избежать проблем?
Основные проблемы, которые связаны с использованием прутков из волокон стекла, заключатся в некачественном/бракованном материале и неграмотном инженерном расчете конструкции. Проблемы могут возникнуть в строительстве дома, если не учтены характеристики используемой стеклопластиковой арматуры.
Избежать проблем во время и после строительства помогут точные расчеты, аккуратность выполнения работ, строгое соблюдение рекомендаций производителя по выбору и монтажу материала.
Проверить качество товара до приобретения возможно лишь визуально. Для этого следует обращать внимание на следующие моменты.
- Производитель. Если товар приобретается не на заводе, необходимо запросить документацию на товар, подтверждающий его качество и заводской (не кустарный) вид производства.
- Цвет. Однородный по всему прутку цвет говорит о качестве. Неравномерно окрашенное изделие означает, что была нарушена технология производства.
- Коричневый цвет указывает на выгорание вещества.
- Зеленый – о недостаточной термообработке.
- Поверхность стержня должна быть без сколов, выемок, раковин и прочих дефектов, спиральная навивка – ровной, непрерывной, с постоянным шагом.
- Несмотря на желание сэкономить, нужно помнить, что качественную стеклопластиковую арматуру не продают дешево. Слишком низкая стоимость говорит о малой прочности и недолговечности.
Применение стеклопластиковой арматуры в ряде случаев целесообразно вместо металлической арматуры. Иногда допустимо комбинировать металлические и стеклопластиковые прутки при сооружении одной конструкции. Чтобы впоследствии не сожалеть об использовании АКС, следует тщательно проводить расчеты будущих построек на стадии проектирования. Подбирают композитную арматуру аналогично стальной, учитывая ключевые параметры: прочность на изгиб, показатель прочности на разрыв и пр.
Возможность использования стекловолоконных прутков оценивается исходя из подвижности и типа грунта, требований пожарной безопасности, продольных и поперечных нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию. Например, на болотистых и подвижных почвах для армирования применяют металлическую арматуру. Стеклопластиковую арматуру просто сломают подвижки грунта ввиду ее малой прочности на излом.
Во многих отношениях хорошей альтернативой традиционным материалам для армирования, становится композитная арматура. Этот продукт достаточно новый на рынке, но уже успел зарекомендовать себя, как функциональное изделие, способное в некоторых ситуациях полноценно заменить металл. Купить композитную арматуру стоит по целому ряду причин, о которых поговорим чуть подробнее.
Виды и изготовление
Производство композитной арматуры ГОСТ 31938-2012 занимает несколько относительно простых операций, которые возможно реализовать даже в скромном по площади цеху. Они идентичны для всех видов изделий, которые представлены:
- продукцией на базе стекловолокна;
- углепластика;
- на основе волокон базальта.
Существуют и другие виды изделий этого класса, как например, из арамидных волокон, которые менее распространены. Производят их по схожей, с указанными, методике: волокнистый, прочный материал пропитывается полимерами, выполняющими роль связки. При этом, положительная сторона изделий в сравнении со стальной продукцией - это привлекательная цена композитной арматуры.
Если рассматривать подробнее этапы изготовления, то показателен пример стеклопластиковых профилей. Начинается все с просушки волокна, затем идет их размотка, пропитка связующими составами и полимеризация в финале. Современное оборудование позволяет автоматизировать все этапы производства и скомпоновать их в рамках единой поточной линии, что позволяет получить максимальный выход готовой продукции при минимальных затратах.
Композитная арматура ГОСТ 31938-2012 рассматриваемого типа изготавливается из стеклоровинта. Этот материал становится продуктом плавки алюмоборосиликатного стекла, которое разогревается до определенной температуры, а затем вытягивается в форме нити. Такой элемент имеет толщину не более 20-ти микрон. Далее такие заготовки пропитываются замасливателем и собираются в тугой пучок. Основой композитной арматуры ГОСТ могут выступать не только стеклянные, но и базальтовые волокна, реже применяют арамидные и углеродные. Стоит подчеркнуть, что государственный стандарт на данные виды продукции вступил в силу буквально несколько лет назад (в 2012), несмотря на то, что используется в нашей стране стройматериал уже больше десятка лет. За рубежом, в частности в Японии, Европе и Америке, аналогичные стандарты уже работают многие годы, что и стало основой для производителей до принятия документа.
Кроме указанного материала применяются и другие виды сырья:
- смолы;
- сплеточные нити, представляющие собой ровинт, обматывающий подготовленный стержень в форме рифлей, которые имеет стальная арматура ;
- этиловый спирт;
- ацетон;
- дициандиамид.
Процесс изготовления продукции начинается после подачи 60-ти нитей ровинта при помощи шпулярника к натягивающему механизму. Далее устройство располагает в необходимом порядке элементы будущей базальтовой арматуры или иного вида и она просушивается. Затем проводится предварительный нагрев с использованием струи горячего воздуха. После этого разогретый ровинт погружается в ванну со специальным составом для пропитки. Далее заготовка вытягивается через специальные узлы (фильеры). В итоге формируется композитная арматура заданного диаметра, после чего поступает на следующую операцию, которую выполняет обмотчик. Данное устройство на стержень наматывает рифли необходимой толщины. Стоит подчеркнуть, что эти элементы могут быть толстыми, либо тонкими. Первый тип навивки предназначен для продукции с гладкой поверхностью, а тонкий – для изделий с песчаной присыпкой. После этого этапа композитная арматура ГОСТ 31938-2012 движется в туннельную печь, на входе в которую и располагают механизм, способный покрывать поверхность песком равномерно. В ходе этого этапа происходит ускоренная полимеризация смол. Далее горячая заготовка подается в ванну для охлаждения с потоком воды. Затем производство композитной арматуры подразумевает подачу ее на протягивающий механизм, на выходе из которого осуществляется порезка на элементы необходимой длины.
- прочность при растяжении металла составляет 390 МПа, стеклопластика – 1300;
- относительное удлинение достигает 25 и 2,2 процентов соответственно;
- плотность в тоннах на кубический метр - по 7 и 1,9 единиц;
- диаметры профилей из стали варьируются в пределах 6-80 мм, а сечение композитной арматуры – 4-25 мм;
- форма поставки полимерных изделий зависит от пожеланий заказчика, для металла же этот аспект строго регламентирован ГОСТом, хотя и подразумевает несколько вариантов;
- по экологичности оба вида материалов приемлемы, в частности, стеклопластиковая арматура относится к 4-му классу и расценивается, как малоопасная;
- долговечность конструкций из стали расценивается в соответствии с нормами строительства, полимеры служат не менее полувека согласно нормативам;
- по возможностям подбора альтернатив на основании физико-механических свойств, например, стальной арматуре диаметром 8 мм соответствует 4 мм композита, а 20-й – 16-я.
Если же сравнивать цены композитной арматуры с металлом, то особой разницы можно не увидеть, однако, выгода ее использования складывается из других ее параметров. В частности, это масса, которая ниже примерно в 9 раз при равных характеристиках, высокая сопротивляемость негативным факторам и прочие положительные стороны, которые были рассмотрены выше.
Если же вы уже определились с необходимостью купить композитную арматуру для своего проекта, то предлагаем ознакомиться с ценами различных проверенных производителей на портале «Мониторинг цен». На нашем сайте вы сможете сравнить цены композитной арматуры от различных поставщиков и выбрать производителя, который реализует все самые распространенные типоразмеры изделий из полимеров.
Композитная арматура настойчиво, хотя и не так быстро, как хотелось бы ее производителям, завоевывает свою долю российского строительного рынка. Уже сегодня она применяется в жилищном строительстве, при возведении промышленных зданий и гражданских объектов. Ее активно используют при создании бетонных конструкций, выполнении ремонтных работ, при реставрации кирпичных и железобетонных поверхностей, для выполнения кирпичной кладки, создания трехслойных стен с укреплением гиб-кой связью, при сооружении наливных полов… Арматура из композита экономически выгоднее, чем из металла, при сооружении дорожного полотна, где высоки динамические нагрузки. В ряде случаев композитная арматура является единственным вариантом: когда требуется непроницаемость для магнитных волн и, при этом – радиопрозрачность (в военных объектах и медицинских центрах), при соприкосновении с веществами, стимулирующими ускоренную коррозию (мосты и постоянно «влажный» бетон с высоким содержанием щелочи, пирсы, волнорезы, портовые сооружения и морская вода; парковки и противогололедные реагенты; площадки и здания химпроизводств и выпускаемые здесь агрессивные вещества). Интерес к данному материалу несомненен, а информации о нем недостаточно, что всегда порождает домыслы. ООО «ПолиКомпозит» предлагает разобраться, что здесь правда, а что не соответствует действительности.
Утверждение №1: «Композитная арматура – инновационный материал».
Если исходить из определения, что инновационные материалы – это результат интеллектуальной деятельности человека, выраженный в производстве более совершенных с точки зрения научно-технических и потребительских характеристик продуктов и услуг, то это, несомненно, так. Доля знаний в производстве данного строительного материала, действительно, велика. Его качество невозможно обеспечить и поддерживать без собственной лаборатории с дорогостоящими приборами. К сожалению, сей-час в России еще можно приобрести сертификат качества с «липовым» протоколом испытаний за символическую сумму, но так будет не всегда, и ответственные заказчики умеют отличать подлинные доку-менты качества от подделок.
С другой стороны, композитная арматура – еще одно доказательство истинности утверждения, что все новое – это хорошо забытое старое. Разработки в этой области велись в нашей стране еще в сороковых годах прошлого века, а затем – более масштабно – в семидесятых годах. Серийное производство композитов в СССР оказалось экономически не выгодно. Однако исследование сооруженных тогда с применением композитной арматуры объектов через четыре и даже пять десятилетий их эксплуатации доказывает, что показатели материала остались неизмененными. В Европе же и Америке за эти годы накоплен огромный опыт, который снимает опасения скептиков, утверждающих, что инновации – это всегда «кот в мешке». Не так уж новы, с этой точки зрения, композитные новации.
Утверждение №2: «Композитная арматура – вечный материал».
Это, скорее, метафора, хотя, смотря с чем сравнивать. Если бетонные конструкции набережных, армированные металлической арматурой, даже с применением антикоррозийного покрытия приходят в негодность через десять лет, дорожное покрытие требует замены уже через пять, то, согласно исследованиям и испытаниям физико-механических свойств, производимых Московским НИИЖБ, конструкции с использованием неметаллической арматуры могут служить в разных условиях на протяжении 50-80 лет, а то и целого столетия.
Утверждение №3: «Свойства композитной арматуры определяются ее цветом».
Данное утверждение, как и первое, содержит в себе и правду, и вымысел. В зависимости от использованного сырья и методики производства, композитную арматуру делят на следующие виды:
- изготовленная из смеси смолы и стекловолокон - стеклокомпозитная арматура;
- изготовленная из базальтовых волокон и смолы - базальтокомпозитная арматура;
- изготовленная из углеводородного волокна – углекомпозитная арматура;
В отношении данной классификации вышеприведенное утверждение отчасти верно: желтоватая стекло-композитная арматура имеет свойства, отличные от черной базальтовой или углекомпозитной. Однако и черная базальтовая арматура отличается от черной углекомпозитной. Скажем больше: на сегодняшний день на рынке можно встретить радугу цветов арматуры, но все разнообразие свойств можно свести к трем группам, поскольку определяется оно не цветом, а основой: стекло в основе, базальт или уголь.
Утверждение №4: «Композитная арматура дороже металлической».
Там, где композит однозначно выигрывает по сравнению с металлом (при работе с агрессивными средами, где требуется пропускать радиоволны и не проводить электро- и магнитное излучение) вопрос о цене даже не обсуждается. Там же, где возможен выбор, данное мнение часто вводит в заблуждение покупателей. Заметим, что страдают от этого, главным образом, частные застройщики, которые пытаются сравнить стоимость необходимого им небольшого количества арматуры, выполненной из металла и из композита. Действительно, один погонный метр композитной арматуры пока стоит дороже метра арматуры металлической. «Пока», поскольку цены на металл постоянно растут. Экономия же в другом. Во-первых, металл значительно тяжелее композита (в 5-10 раз), и арматура из него имеет вид двенадцати-метровых прутов, для доставки которых, независимо от необходимого количества, частнику придется заказывать грузовик с соответствующими параметрами. Погрузка и разгрузка металлической арматуры, а также ее применение в строительной конструкции – процесс трудозатратный.
В то же время, композитная арматура – материал легкий и, к тому же, до двенадцатого диаметра ее лег-ко скрутить в бухту, которая умещается в багажнике легкового автомобиля, а после раскручивания она принимает ровную форму (не деформируется). Экономия на доставке, погрузке и разгрузке становится еще более значимой при снабжении больших объектов. Отдел продаж ООО «ПолиКомпозит» заметил эту тенденцию по числу запросов на сравнение стоимости композитной и металлической арматуры одно-го объема. Как правило, запрос приходит в виде: «Требуется заменить композитной столько-то машин арматуры металлической». Так снабженцы крупных строек отвечают на вопрос: что выгоднее?
Вторым фактором экономии является то, что в силу прочностных характеристик, при замене требуется композитная арматура меньшего диаметра, чем металлическая (ссылка на таблицу равнопрочностной замены). Замена производится на основании конструкторских расчетов. Для простых конструкций (фундаменты частных и котеджных домов, промышленных площадок и полов, заборов, временных строений и других) разработаны таблицы равнопрочной замены, которые легко найти в сети Интернет. Здесь же приведем только один пример: для замены стальной арматуры класса A-III (А400) с диаметром 14 мм. нужно брать композитную арматуру, внутренний диаметр (измеренный по телу прутка) которой должен быть не менее 8,34 мм, то есть, так называемую, «девятку», а ее цена существенно ниже металлической арматуры с диаметром 14 мм. ООО «ПолиКомпозит» постоянно отслеживает цены на металлическую арматуру. Результаты мониторинга лета 2016 г. – ниже.
Сравнение цен на металлическую и композитную арматуру
|
Компания |
Цена А3 А500С-10 мм за 1 т. | Стоимость 10 т. А3 А500С-10 мм | Стоимость того же погонажа (16210 м.п.) АСК-10 |
Стоимость того же погонажа (16210 м.п.) АСК-8 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 43 900,00 | 439 000,00 | 301 830,00 | 196 952,00 |
| 2 | 40 800,00 | 408 000,00 | 301 830,00 | 196 952,00 |
| 3 | 47 900,00 | 479 000,00 | 301 830,00 | 196 952,00 |
| 4 | 39 000,00 | 390 000,00 | 301 830,00 | 196 952,00 |
Таким образом, при различных колебаниях цен на металл композитная арматура обходится дешевле в 1,4, а то и 2,2 раза.
Утверждение №5: «Композитная арматура заменит металлическую везде».
Нормативы не запрещают применение композитного армирования для возведения какого-либо вида конструкций. Их задача – обеспечить необходимую прочность и другие значимые свойства конструкции. Если композитный материал дает такую возможность, то он может быть применен. Для тех, кто желает построить коттедж, баню, гараж, забор на бетонном фундаменте, этот материал будет экономически вы-годен и удобен в использовании, поскольку позволит создать прочные и надежные бетонные и кирпичные конструкции, слоистую кладку с гибкими связями, бетонные фундаменты и полы на основе сетки из композитной арматуры, армированную кладку из газо- и пеноблоков. Ответ на вопрос «Могут ли применяться композитные материалы при строительстве многоэтажек?» то-же положительный, но где и как конкретно – решают проектанты, производящие расчеты. Они оценивают композитную арматуру очень высоко. Помимо выше охарактеризованных диэлектрических свойств, долговечности и легкости:
- композитный материал практически не проводит тепло (показатель в 130 раз ниже, чем у металла), предотвращая «мостики холода»;
- близкий к бетону коэффициент теплового расширения позволяет избежать образования трещин при температурных колебаниях, что делает данный материал применимым в интервале температур от -70°до +100°С.
Эти и другие свойства, действительно, дают простор для применения композитных материалов.
Утверждение № 6: «Композитная арматура не может применяться в строительстве из-за малого модуля упругости».
Данный показатель, действительно, используется при расчете ряда бетонных конструкций. Но его значение важно только в конструкциях, работающих на прогиб (СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения») - для предотвращения раскрытия микротрещин.
В соответствии с расчетами, производимыми по вышеуказанному СНиП, композитная арматура также может использоваться в данных конструкциях, но ввиду меньшего модуля упругости необходимо закладывать большие диаметры по отношению к металлической, что выгодно только в условиях строительства специальных объектов (строительство в зонах повышенной щелочности, кислотности, влажности, действий агрессивных вод и других) в связи с быстрым разрушением металлической.
В то же время, в элементах, находящихся на упругом основании значимость характеристики – модуля упругости почти равна нулю, т.к. само основание не дает конструкции прогнуться, обеспечивая равно-мерную поддержку. В данном случае расчет ведется по основному показателю – предел прочности на растяжение, который у композитной арматуры в 2,5 раза выше, чем у металлической, поэтому использование композитной арматуры в таких конструкциях будет экономически выгоднее, а надежность конструкций значительно выше, по сравнению с армированием стандартной железной арматурой. Это, прежде всего, все фундаменты и их отдельные части (блоки, плиты) и другие.
Ленточный фундамент, принимая на себя нагрузки от стен и, частично, от всего строения передает их на несущее основание - землю. Основание в данном случае противодействует образованию прогиба.
Монолитный плитный фундамент, принимая распределенную нагрузку от всего строения, также опирается на основание, противодействующее прогибу. Таким образом, применение композитной арматуры не целесообразно только в конструкциях, работающих на прогиб, однако это небольшая часть бетонных изделий. В остальных же случаях использование такой арматуры выгодно повышает характеристики надежности изделия.
В любом случае, армируемую конструкцию необходимо рассчитывать согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»; СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции»; СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» и т.д., и только вследствие полученных результатов делать вы-воды о применимости того или иного материала.
Утверждение № 7: «Композитная арматура снижает огнестойкость сооружений».
Под огнестойкостью (СП 2.13130.2009 «Обеспечение огнестойкости объектов защиты») понимают способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара положенное количество времени.
Действующие государственные нормы – СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», НПБ 244-97 «Материалы строительные. Декоративно-отделочные и облицовочные материалы. Матери-алы для покрытия полов. Кровельные, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы. Показатели пожарной опасности». В настоящих нормах приведены противопожарные требования, подлежащие обязательному соблюдению.
Для подтверждения соответствия композитной арматуры ООО «ПолиКомпозит» существующим нормам компания передала образцы продукции в аккредитованный лабораторный центр ООО «ПожСтандарт» для проведения необходимых испытаний. В соответствии с ГОСТ 30244-94, ГОСТ 30402-96 и ГОСТ 12.1.044-89 специалисты «ПожСтандарта» подтвердили соответствие композитной арматуры АСК требованиям пожарной безопасности НПБ 244-97 по СниП 21-01-97.
На основании проведенных испытаний ООО «ПолиКомпозит» выдан сертификат соответствия нормам пожарной безопасности, удостоверяющий возможность использования композитной арматуры в строи-тельных конструкциях без ограничений.
Утверждение № 8: «Невозможность скрепления полимерной арматуры методом сварки».
Это – факт, как и то, что жидкости нельзя резать, а квадратное – сложно катать». Но является ли это их не-достатком? Данное мнение в отношении композитной арматуры имеет налет ущербности в угоду традиции, ведь ее предшественницу – металлическую арматуру – десятилетиями именно сваривали, чтобы получать прочные пространственные конструкции. Композитную арматуру сваривать нельзя, но и не требуется. В статье «Вязка композитной арматуры» (ссылка) уже сообщалось о множестве других методов скрепления арматуры.
При этом именно сварка на сегодняшний день является самым проблемным способом крепления ввиду ослабления прочностных характеристик от температурных воздействий, ускоренной коррозии металла из-за нарушения его структуры в месте сварного соединения, необходимости держать на стройке сварочные аппараты с опытными сварщиками и невозможности безопасного выполнения работ при наличии атмосферных осадков.
Утверждение № 9: «Создавать гнутые элементы из композитной арматуры невозможно».
При создании объёмных арматурных каркасов для ответственных конструкций необходимо применять гнутые элементы. Традиционно строители на месте изгибают отрезки металлических стержней для придания им необходимой формы. Действительно, композитную арматуру нельзя качественно согнуть на строительном объекте. При этом есть, как минимум, два выхода: использовать смешанное армирование (стержни композитной арматуры скрепляются металлическими угловыми элементами. Данное армирование значительно упрощает и удешевляет строительство без снижения прочностных характеристик) или заказывать изготовление гнутых элементов производителю. Утверждение № 10: «Для применения композитной арматуры нормативная база недостаточна».
На сегодняшний день применение композитной арматуры в строительных объектах РФ предусмотрено ГОСТ и, соответственно, разрешено. Если расчеты нагрузки в проекте проходят проверку экспертизы, то никто не в праве запретить реализовать такой проект. А вот программ и готовых моделей расчета конструкций с применением не металлической, а композитной арматуры, на самом деле, нет или недостаточно, но тем интереснее задача для проектировщиков, смотрящих в будущее.
Утверждение № 10: «Для применения композитной арматуры нормативная база недостаточна».
На сегодняшний день качество арматуры, выполненной из композита, подтверждено ГОСТ, что позволяет ее применять в строительных объектах РФ. Имеются СНиПы. Таким образом, если расчеты нагрузки в проекте проходят проверку экспертизы, то никто не в праве запретить реализовать такой проект. А вот программ и готовых моделей расчета конструкций с применением не металлической, а композитной арматуры, на самом деле, пока недостаточно, но тем интереснее задача для проектировщиков, смотрящих в будущее.
Композитная арматура – это материал для армирования конструкций. Применяется преимущественно для армирования бетонных конструкций. Используется в строительстве зданий, дорог, резервуаров, прокладке коммуникаций и других целях.
Особенности изготовления
В отличие от металлического аналога производится не из стали, а имеет основу, представленную устойчивыми к разрыву углеродными, стеклянными или базальтовыми волокнами. Последние покрыты оболочкой из специального пластика. Для повышения жесткости используется эпоксидная смола, покрывающая волокна.
С целью улучшения сцепления с бетоном прутки обматывают тонким шнуром. Для изготовления последнего применяется тот же материал, из которого выполнена основа.
Шнур формирует винтовой рельеф, по аналогии с металлической арматурой. Для полимеризации эпоксидной смолы применяется специальная сушильная камера.
После полимеризации изделие немного вытягивают на специальном оборудовании, после чего режут на отрезки необходимой длины.
Некоторые производители перед полимеризацией посыпают композитные стержни песком для улучшения адгезии с бетоном.
Сферы использования
В отличие от металлической, композитная арматура имеет менее широкую сферу применения. Она применяется для улучшения соединения между отделочными фасадными материалами и несущими конструкциями. Также с ее помощью производится укладка дорожных плит. Арматуру из композитов применяют при сооружении опалубки резервуаров.
Может применяться в каркасах, сооружающихся для усиления фундаментов ленточной конструкции, а также в процессе изготовления бетонных полов. Но, в этих целях такая арматура применяется реже.
Армирование композитной арматурой плит перекрытия, перемычек и других конструкций, которые испытывают нагрузку на растяжение, выполнять не стоит. Это обусловлено более высоким уровнем гибкости композитов, в сравнении со сталью.
Эксплуатационные характеристики
Композитные материалы обладают значительно меньшим модулем упругости, в сравнении со сталью. У последней он составляет 200 гПа, тогда как у композитов варьируется в диапазоне 60-130 гПа.
Следовательно, в одинаковых условиях, стальная арматура начнет работать раньше, предотвращая растрескивание бетона. Пластиковая арматура будет продолжать гнуться, пока усилие не достигнет определенного значения.
В целом отзывы о композитной арматуре положительные. Но, необходимо учитывать, что она подходит только для определенных видов конструкций. В ряде случаев ее применение недопустимо из-за большей гибкости, низкой термостойкости и других характеристик.
Вся композитная арматура делиться на 4 вида, в зависимости от использующегося в основе материала:
- АСК – стеклопластик;
- АБК – базальт;
- АУК – углерод;
- АКК – комбинированная, стеклопластиковые и базальтовые волокна.
Самая дешевая – стеклопластиковая, цена на композитную арматуру за метр составляет около 10 руб. Но, это стоимость изделий самого тонкого диаметра – 4 мм. Самая толстая арматура из стеклопластика, с диаметром прута в 20 мм, имеет цену уже в районе 95-100 руб. за погонный метр.
При этом такие изделия наиболее распространены, однако обладают самой низкой прочностью в сравнении с другими видами. Максимальной прочностью обладает углеродистая композитная арматура (АУК). Но, и стоимость у нее самая высокая.
Преимущества и недостатки
Плюсы и минусы композитной арматуры исходят непосредственно из характеристик самих композитных материалов. К основным достоинствам можно отнести:
- химическая инертность. Материал полностью устойчив к коррозии и большинству агрессивных сред;
- низкая теплопроводность повышает теплоизоляционные параметры бетонных конструкций;
- инертна к воздействию магнитного поля и не препятствует прохождению радиоволн. Благодаря этому может применяться при возведении объектов, где не допускается экранирование электромагнитных волн;
- вес композитной арматуры в 3-4 раза ниже, в сравнении с металлическим аналогом. Это облегчает процесс монтажа и транспортировки;
- композиты не проводят электрический ток. Это исключает образование блуждающих токов, и снижает риск коротких замыканий при повреждении проводки.
Основные минусы:
- изгиб небольшого радиуса невозможно выполнить непосредственно на стройплощадке. Поэтому изогнутые изделия необходимо предварительно заказывать у изготовителя;
- невысокая термостойкость. Чрезмерный нагрев и возгорания могут привести к разрушению бетонной конструкции. Стекловолокно отличается высокой термостойкостью, однако полимеры, использующиеся для связывания волокон, теряют прочность при температуре выше +200°С;
- старение. Все полимерные материалы подвержены старению.
Стеклопластиковая или стальная арматура – что лучше?
Считается, что полимерная композитная арматура выигрывает у стальной за счет более доступной стоимости. Но, если изучить расценки металлобаз, ситуация порой оказывается противоположной. Стальные изделия зачастую на 20-25% дешевле.
Это обусловлено тем, что продавцы пластиковых изделий зачастую отталкиваются от так называемого «эквивалентного» диаметра. Суть в том, что композитная арматура более прочная на разрыв, в сравнении с металлической.
Следовательно, чтобы получить сходные со сталью показатели, можно использовать менее толстый композит. Поэтому считается, что количество композита для армирования будет меньшим, в сравнении с пластиком. Это и привело к появлению мнения о том, что пластик дешевле. Хотя если взять изделия одинакового диаметра, сталь обойдется дешевле.
Но, в действительности нужно использовать больше пластика, поскольку учитывается не только параметр устойчивости на разрыв, но и другие характеристики. Поэтому, какой материал лучше зависит от конкретного случая.
В некоторых ситуациях целесообразнее использовать композитную арматуру, в других нельзя обойтись без стали. У каждого вида изделий свое назначение. Поэтому при выборе следует исходить из поставленных целей, особенностей возводимого объекта и строительных норм.
Фото композитной арматуры
