Стеклопластиковая (композитная) арматура., новый материал для строительства.

Стеклопластиковая (композитная) арматура?Стеклопластиковая арматура — это строительная арматура на основе неметаллических волокон, связанных композитным составом.

Стеклопластиковая (композитная) арматура?

Стеклопластиковая  арматура — это строительная арматура на основе неметаллических волокон, связанных композитным составом. Для изготовления арматуры обычно используется стекловолокно, базальтоволокно, углеволокно и т.д. Эти волокна могут использоваться как самостоятельно, так и в виде комбинации. На практике наибольшее распространение получило два вида композитной арматуры: на основе одного только стекловолокна и на основе одного только базальтоволокна. Отсюда произошли такие названия как «стеклопластиковая арматура» и «базальтопластиковая арматура». Из этих двух видов вторая по некоторым своим свойствам незначительно превосходит первую, но при этом она значительно дороже. По этой причине максимальное распространение в мире получила именно стеклопластиковая арматура. Физическое тело композитной арматуры условно состоит из двух частей:

• Основной ствол, задающий основные прочностные характеристики арматуры, который обычно представляет собой пучок параллельных волокон, связанных композитным связующим на основе эпоксидных, полиэфирных смол;
• Внешний слой, отвечающий за свойства сцепления с бетоном, как правило, представляет собой однонаправленную навивку волокон по спирали (напоминает стальную арматуру периодического профиля). Также этот слой имеет такие распространённые у различных производителей вариации, как двунаправленная навивка волокон, либо песчаное напыление. Фактически, модель физического тела арматуры может иметь огромное количество вариаций, число которых ограничивается лишь фантазией производителя и экономическими соображениями. Так, например, есть разработки арматуры, у которой основной ствол представляет собой заплетённую косичку из базальтоволокна и углеволокна, скреплённую композитом, а внешний слой представляет собой двунаправленную навивку базальтоволокон, которые не просто перекручены, а сплетены в косичку, как и основной ствол арматуры. Такая конструкция обладает намного большим относительным удлинением, чем композитная арматура, тело которой представляет собой пучок параллельных волокон.

Когда появилась стеклопластиковая арматура?

Сейчас тяжело установить, в какой стране придумали композитную арматуру. Исследования по созданию и изучению свойств высокопрочной неметаллической арматуры, способов её применения были начаты и в СССР, и в США в 60-х годах прошлого века. Начиная с 70-х годов, в СССР, ФРГ, США, Канаде, Великобритании и Японии построено довольно большое количество гражданских и промышленных объектов с использованием различной композитной арматуры.

На сегодняшний день наибольшее распространение такая арматура получила именно за рубежом, так как там намного быстрее замечают и внедряют передовые технологии, чем в России. Например, первое серийное производство композитной арматуры было начато в США уже в 1974 году. Наибольшее количество крупных мировых производителей композитной арматуры также находится в США. К сожалению, в СССР исследования и разработки композитной арматуры были свёрнуты, и на сегодняшний день в России и Украине есть не так много производителей композитной арматуры, находящихся в разных регионах.

Какие нормативные документы по стеклопластиковой арматуре существуют?

Вследствие недостатка внимания к композитной арматуре в нашей стране только недавно вышел новый ДСТУ: национальный стандарт ДСТУ-Н Б В.2.6-185:2012 "Руководство по проектированию и изготовлению бетонных конструкций с неметаллической композитной арматурой на основе базальто- и стеклоровинга". В соответствии с п. 4.1 ДСТУ 1.2:2003 "Національная стандартизация. Порядок разработки нормативных документов" всем пользователям разрешено применять ДСТУ-Н Б В.2.6-185:2012 с момента утверждения Минрегионстроем, т. е с 28 сентября 2012 года.

В чём преимущества стеклопластиковой арматуры?

1. Стеклопластиковая арматура не коррозирует, она устойчива к агрессивным средам. Относится к материалам первой группы химической стойкости, в том числе, к щелочной среде бетона. Строители знают, что слой коррозии, наращиваясь на традиционной стальной арматуре, может современем увеличить её диаметр в 8 раз, что приводит к появлению трещин и даже разрыву бетонной конструкции.
2. Стеклопластиковая  арматура имеет примерно в 2,5-3 раза большую прочность на разрыв, чем стальная при равном диаметре. По этой причине введено понятие «равнопрочностной замены», при которой стальная арматура заменяется на стеклопластиковую с меньшим диаметром, но с той же прочностью на разрыв.
3. Стеклопластиковая арматура в 5 раз легче стальной при равном диаметре и в 11 раз легче при равнопрочностном диаметре. Это позволяет экономить на транспортировке, уменьшает вес конечной бетонной конструкции.
4. Стеклопластиковая арматура значительно дешевле стальной при равнопрочностной замене.
5. Такая арматура имеет коэффициент температурного расширения, который практически идентичен коэффициенту температурного расширения бетона.
6. Композитная арматура имеет низкую теплопроводность и не является мостиком холода. Например, у стеклопластикового композита теплопроводность 0,48 Вт/м•К, а у металла в среднем — 56 Вт/м•К. Таким образом, стеклопластик в 100 раз менее теплопроводен, чем металл.
7. Являясь диэлектриком, стеклопластиковая арматура (за исключением углепластиковой) радиопрозрачна и магнитоинертна.
8. Не теряет прочность под воздействием низких температур. Диапазон температур эксплуатации от -70 °С до +100 °С.

Области применения стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиковая арматура применяется:

• в фундаментах ниже нулевой отметки залегания (на сегодняшний день стеклопластиковая арматура является лучшим армирующим материалом для устройства ленточных фундаментов и заливки фундаментных плит);
• в качестве гибких связей;
• для изготовления осветительных опор, опор ЛЭП, изолирующих траверс ЛЭП;
• для дорожного строительства: при усилении дорожного полотна, мостов, ограждений;
• для усиления таких изделий как: дорожные и тротуарные плитки, заборные плиты, бордюрные камни, столбики и опоры, железнодорожные шпалы;
• в конструкциях, работающих в условиях ускоренной коррозии стальной арматуры и бетона (причалы, сухие доки, укрепление набережной полосы путём бетонирования), а также в конструкциях, подвергаемых в процессе эксплуатации действию общей коррозии и динамическим нагрузкам.

Недостатки стеклопластиковой арматуры

Нужно помнить о том, что у стеклопластиковой арматуры есть и существенные минусы. Большинство российских производителей не афишируют эти минусы, хотя квалифицированный строитель может заметить их самостоятельно. Основными минусами любой стеклопластиковой арматуры являются следующие:

• модуль упругости стеклопластиковой арматуры почти в 4 раза ниже, чем у стальной, даже при равном диаметре (другими словами, она легко изгибается). По этой причине её можно применять в фундаментах, дорожных плитах и т.д., но применение в перекрытиях требует дополнительных расчетов;
• при нагреве до температуры в 600 °С, компаунд, связывающий волокна арматуры, размягчается настолько, что арматура полностью теряет свою упругость. Для увеличения устойчивости конструкции к огню в случае пожара требуется предпринимать дополнительные меры по теплозащите конструкций, в которых используется композитная арматура;
• стеклопластиковую арматуру, в отличие от стальной, невозможно сваривать электросваркой. Решение проблемы — установка на концы арматурных стержней стальных трубок (в заводских условиях), к которым уже можно будет применять электросварку;
• такой арматуре невозможно придать изгиб непосредственно на строительной площадке.

Сравнение характеристик металлической и неметаллической (стеклопластиковой) арматуры