Пластиковая (композитная) арматура

Строительные технологии постоянно совершенствуются. На смену традиционным материалам приходят новые, обладающие улучшенными эксплуатационными характеристиками. В результате активного сотрудничества научных учреждений и промышленных предприятий разработана пластиковая арматура, являющаяся перспективным материалом. Область применения не ограничивается использованием для фундамента зданий в строительной отрасли.

Композитная арматура уверенно конкурирует с металлическими прутками, постепенно заменяет их при решении круга определенных задач. Стальные стержни усиления нецелесообразно использовать в области дорожного строительства и мостостроительной отрасли, где высока вероятность их постепенного разрушения под влиянием агрессивной среды. Стекловолоконные прутки используются при возведении портовых конструкций, морских сооружений, усилении бетонных резервуаров.

Стеклопластиковая арматура представляет собой строительный материал, созданный на основе связанных сложным составом волокон

Основой являются базальтовые, углепластиковые или стеклянные нити, из которых по специальной технологии производится полимерная арматура. Остановимся на особенностях перспективного материала и его разновидностях. Рассмотрим характеристики, технологию изготовления, область использования, а также плюсы и минусы.

Что такое композитная стеклопластиковая арматура

Современный материал представляет собой неметаллические прутки, основой которых являются различные виды тонких волокон на основе:

базальта;
карбона;
стекла;
полиамида.

Для повышения эксплуатационных характеристик волокна могут комбинироваться. В зависимости от вида используемого волокна, меняется название стержней. Так, изделия из базальтового волокна называются базальтопластиковыми, а из стеклянного – стеклопластиковыми.

В ее составе можно выделить две части. Первая – это ствол, благодаря которому достигается высокая прочность материала

Собранный в пучок волокнистый массив пропитывается термопластичным составом на основе полимерных связующих и приобретает соответствующую форму в процессе высокотемпературной полимеризации. После охлаждения образуется готовое изделие в виде прутка с высокими прочностными характеристиками.

С целью повышения адгезии изделий с бетонным массивом наружный слой композитных стержней посыпается:

Мелким песком.
Частицами мрамора.
Гранитной крошкой.

Специальные рифления, выполненные по спирали или перпендикулярно оси прутка, формируют армопояс усиления, который обеспечивает улучшенное сцепление.

Композитная арматура – особенности

Стеклоарматура для усиления бетонных конструкций имеет конструктивные особенности. В отличие от металлических стержней полимерная арматура состоит из двух слоев:

центрального, обеспечивающего стойкость материала к воздействию сжимающих и разрывных усилий. Повышенные прочностные характеристики сердцевины обеспечивает пучок параллельно расположенных волокон, залитых композитным составом на базе смол;

Внешний слой служит для надежного сцепления с бетоном: это волокнистое тело, которое накручено вокруг ствола по спирали

внешнего, отвечающего за прочность сцепления готового изделия с бетонным массивом. Наружный слой выполнен в виде групп волокон, расположенных по винтовой линии. Характерная форма размещения волокон внешнего слоя повышает устойчивость к воздействию крутящих моментов.

Композитный наполнитель улучшает эксплуатационные характеристики полимерных прутков по сравнению с традиционными металлическими стержнями. Особенности:

Устойчивость к воздействию растягивающих нагрузок превышает сталь более чем в 2 раза. Это позволяет при меньшем диаметре стержня обеспечить необходимую прочность.
Стойкость к воздействию коррозионных процессов и нейтральность к агрессивным средам.
Уменьшенная в 5 раз по сравнению с металлическими прутками масса, облегчает выполнение работ, снижает затраты по транспортировке.
Пониженная теплопроводность повышает теплоэффективность строительных конструкций, не позволяя образовываться «мостикам холода».
Отсутствие необходимости выполнения сварочных работ при формировании арматурных каркасов облегчает процесс фиксации стержней.

Благодаря конструктивным и эксплуатационным особенностям стеклоарматура для решения серьезных строительных задач применяется намного чаще, чем стальные стержни.

Существуют различные вариации моделей арматуры, причем некоторые из них довольно необычны

Композитная арматура – разновидности

Стержни с композитным наполнителем производятся из различных видов волокон. Пластиковая арматура классифицируется следующим образом:

арматура стеклопластиковая (АСП). Ее основой является стекловолоконный наполнитель. Поперечно расположенные спиральные рифли повышают сцепление стеклопластиковых прутков с бетоном. Строители устанавливают устойчивые к воздействию влаги стержни в фундамент и покрытия автомагистралей;
базальтопластиковая (АБП). Включает волокна из базальта, благодаря которым прутки приобретают черный цвет. Базальтовые стержни внешне выделяются, так как арматура стеклопластиковая имеет светлый или кремовый оттенок. Базальтопластиковые прутки превосходят стеклопластиковые стержни по устойчивости к растяжению, модулю упругости и стойкости к агрессивным жидкостям, что сказывается на их цене;
углепластиковая (УГП). Является разновидностью композитных элементов усиления, характеризуется мелкой структурой армирующего материала. Основой углепластиковых прутков является карбон, положительно зарекомендовавший себя при изготовлении композитных бетонов. Увеличенная цена компенсируется эксплуатационными характеристиками, легкостью работы с углепластиковыми стержнями;
комбинированная (АКК). Представляет собой полимерные стержни, при изготовлении которых используется стекловолоконный и базальтоволоконный наполнитель. Специалисты называют такие прутки стеклобазальтовыми и применяют для решения специальных задач.

Современные производители предлагают стеклопластиковую и базальтопластиковую арматуру

Из всех разновидностей полимерных стержней стеклоарматура для строительных, дорожных и специальных работ лидирует по эффективности применения.

Полимерная арматура – технология изготовления

На специальных технологических линиях, предназначенных для изготовления композитных прутков, изготавливается стеклоарматура для различных целей. Технология производства полностью автоматизирована. Предусматривает следующие этапы изготовления:

Загрузку полимерной массы в подающий модуль.
Подачу и выравнивание силы натяжения волокон в общем потоке.
Температурную обработку, удаляющую маслянистые включения, пыль, влагу.
Погружение волокнистых нитей в емкость с разогретыми связующими компонентами.
Протяжку пропитанных волокон через формующую головку с выполнением навивки.
Полимеризацию в специальной печи при повышенной температуре.
Охлаждение, нарезку на заготовки необходимой длины и намотку в бухты.

Сфера использования

Применяется базальтопластиковая, углепластиковая, комбинированная и стеклоарматура для различных целей:

изготовления композитных видов бетона, предназначенных для возведения монолитных стен жилых и производственных зданий;

Сегодня в частном домостроении все чаще используется пластиковая арматура для фундамента

постройки фундаментов и изготовления фундаментных плит;
усиления кирпичной кладки при малоэтажном строительстве;
возведения припортовых сооружений, берегоукрепляющих конструкций, морских объектов;
обустройства дорожных покрытий и укрепления откосов;
строительства ограждений железнодорожных и автомобильных магистралей;
изготовления бетонных изделий, требующих обеспечения преднапряженного армирования (столбов, плит, шпал, траверс);
возведения эстакад, мостовых конструкций, путепроводов;
создания сейсмоустойчивых контуров усиления различных сооружений.

Преимущества

Стеклоарматура для промышленного и специального применения широко используется благодаря комплексу достоинств:

Недостатки материала

Арматура из стекловолокна и других наполнителей имеет ряд недостатков, которые незначительно ограничивают область применения. К минусам материала, которые необходимо учитывать, относятся:

пониженная термостойкость. Ограниченная температура, которую способны выдержать полимерные связующие, сокращает температурный диапазон использования пластиковых прутков. При высокотемпературном нагреве, превышающем 200 °C, снижаются прочностные характеристики, возрастает огнеопасность полимера;

С другой стороны, не обходится и без негативных отзывов. Правда, судя по ним, эти недостатки все же с лихвой перекрываются достоинствами

уменьшенный модуль упругости. Применение композитных прутков при обустройстве перекрытий нуждается в выполнении специальных расчетов, подтверждающих возможность использования материала для усиления несущих конструкций;
изменение прочностных характеристик в процессе эксплуатации, а также при постоянном контакте со щелочной средой;
невозможность гибки. Проблематично придать материалу радиусную форму без использования специальных технологических приемов.

Отзывы инженеров

Пластиковая арматура получает высокие отзывы строителей и проектировщиков, которые отмечают:

Повышенную упругость.
Устойчивость к деформациям.
Пониженную теплопроводность.
Низкие затраты на приобретение.
Неподверженность коррозии.
Нейтральность к электромагнитным полям.
Диэлектрические свойства.
Отсутствие экранирования.

Заключение

Высокие эксплуатационные свойства композитной арматуры позволяют использовать ее в различных областях. Материал уверенно конкурирует со сталью, благодаря комплексу положительных качеств. Ознакомление с характеристиками, сферой применения и особенностями материала позволит определиться с его использованием для решения различных задач.

В данной статье разберем и подробно опишем 15 способов как и где наиболее часто применяют стеклопластиковую композитную арматуру.

1. Фундаментные плиты

Технология армирования фундаментных плит при малоэтажном сторительстве не выше трех этажей с применением стеклопластиковой композитной арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Правильная замена на стеклопластиковую арматуру гарантированно приводит к существенной экономии денежных средств, т.к. стеклопластиковая арматура дешевле металлической. Принцип армирования фундаментых плит стеклопластиковой арматурой не отличается от армирования металлической арматурой, но приводит к существенной экономии времени на монтаже.

Вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется вязальной проволокой, резка стеклопластиковой арматуры осуществляется .

2. Ленточные фундаменты

Армирование ленточного фундамента с применением стеклопластиковой арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Таблица равноправной замены металлической арматуры на композитную стеклопластиковую арматуру

Правильная равнопрочная замена металлической арматуры на стеклопластиковую позволит Вам получить экономическую выгоду до 45% (экономия в 2 раза).

При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости увеличивать количество слоев армирования и количества хлыстов в одном слое.

При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.

Вязка стеклопластиковой арматуры так же осуществляется вязальной проволокой, осуществляется "болгаркой".

3. Армирование промышленных бетонных полов

Армирование промышленных бетонных полов с применением стеклопластиковой композитной арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Правильная замена на стеклопластиковую арматуру при армировании промышленных бетонных полов так же приводит к существенной экономии денежных средств, т.к. стеклопластиковая арматура дешевле металлической.

Принцып армирования стеклопластиковой арматурой не отличается от армирования металлической арматурой, но приводит к существенной экономии времени на монтаже.

При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости уменьшать шаг армирования.

Вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется вязальной проволокой, осуществляется шлифовальной машинкой - "болгаркой".

4. Отмостки вокруг зданий

Отмостка - это полоса шириной от 0,6м до 1,2 м, которая примыкает к фундаменту или цоколю здания с уклоном.

Уклон отмостки должен быть не менее 1% (1 см на 1 м) и не более 10 % (10 см на 1м).

Отмостку вокруг здания рекомендуется возводить с использованием стеклопластиковой арматуры, так как главная задача отмостки — это отвод поверхностных дождевых и талых вод от стен и фундамента дома. Отмостка с применением стеклопластиковой арматуры прослужит в несколько раз дольше, так как у стеклопластиковой арматуры высокие антикоррозийные свойства, что препятствует возникновению трещин в бетоне.

5. Армопояс (сейсмопояс) между этажами кирпичных или блочных зданий

Применение стеклопластиковой композитной арматуры при армировании армопояса (сейсмопояса) между этажами кирпичных или блочных зданий за счет высоких прочностных характеристик повышает пространственную жесткость здания и защищает фундамент и стены от трещин, вызванных неравномерной осадкой и морозным пучением грунта.

6. Связующее для кирпичной кладки

Для увеличения прочности кирпичной кладки и соблюдении одинаковой толщины швов необходимо воспользоваться прутами из стеклопластиковой арматуры диаметрами Ф4 и Ф6, вместо металлической сетки.

Толщина диаметра арматуры зависит от толщины шва в кирпичной кладке.

Так же применение стеклопластиковых прутов в кирпичной кладке позволит существенно сократить потери тепла, так как стеклопластиковая арматура плохо проводит тепло, в несколько раз хуже, чем металл.

7. Связующее для кладки стен из блоков/кирпича, для монолитных стен

Для увеличения прочности при кладки стен из блоков/кирпича, для монолитных стен и регулировании толщины швов рекомендуется использовать пруты из стеклопластика диаметрами Ф4, Ф6 и Ф8 вместо металлической сетки. Толщина диаметра арматуры зависит от толщины шва при кладке.
Замена металлической кладочной сетки на пруты из стеклопластика позволит снизить затраты на армирующий материал более чем в 5 раз.

Так же применение стеклопластиковых прутов позволит существенно сократить потери тепла, так как стеклопластиковая арматура плохо проводит тепло, в несколько раз хуже, чем металл.

8. Комбинирование с металлом в плитах перекрытий

Плиту перекрытия армируют в два слоя. Нагрузка на плиту перекрытия идет с верхней части вниз и распределяется относительно всей площади покрытия. Соответственно, основная рабочая арматура находиться в нижнем слое и испытывает большие нагрузки на растяжение. Верхний слой, в основном, получает нагрузки на сжатие.

В данном случае стеклопластиковую арматуру применяют комбинированно с металлической. Верхний слой необходимо выполнить из , нижний - из металлической.

В самой сетке стеклопластиковая композитная арматура должна иметь цельный вид без наличия разрывов. Если происходит армирование перекрытия с помощью стеклопластиковой арматуры Ф10, то необходимо выполнить нахлест в 400 мм. Все стыки арматуры следует располагать в шахматном порядке.

Гибкая связь используется для соединения внутренней стены через утеплитель (и воздушный слой) с облицовочной стеной в единое целое в системе трехслойных стен.

Композитные гибкие связи производство ООО "ОЗКМ" - это стержни, изготовленные из стеклопластика длиной от 200 до 600 мм с периодической рельефной поверхностью либо стержни с круглым сечением (зависит от проектного решения). Благодаря этому гибкие связи "ОЗКМ" обладают высокой адгезией с бетоном и дополнительной защитой от агрессивного воздействия щелочной среды бетона.

Гибкие связи применяются:

для кирпичной кладки (Ф 6 мм),
для утепления монолитных зданий (Ф 6 мм),
для блоков (Ф 4 мм),
для панельного домостроения (Ф 6 мм).

10. Ленточные фундаменты под заборы

Ленточные фундаменты предусматриваются для следующих типов ограждений: забор с кирпичными столбами, металлический кованый забор и забор из лесоматериала или профнастила с несущими металлическими стойками.

Армирование фундамента под забор с использованием стеклопластиковой арматуры очень выгодно. За счет высоких прочностных характеристик арматуры из стеклопластика и невысоких нагрузок, при армировании фундамента под забор чаще всего используется композитная арматура диаметрами Ф4 и Ф6.

Технология армирования ничем не отличается от технологии при использовании металлической арматуры, но значительно дешевле и быстрее по времени. Продольные пруты стеклопластиковой арматуры укладываются на дно вырытой траншеи на опоры высотой 4-7 см. Крайние прутья из стеклопластика должны отступать от стенок траншеи на 6-8 см.

Поперечная арматура и вертикальные стойки обычно вяжутся с шагом 400 мм.

Верхний ряд продольной арматуры крепится на стойки так, чтобы он был ниже верхнего уровня траншеи на 5-7 см. Затем выполняется укладка поперечной стеклопластиковой арматуры верхнего ряда.

11. Армирование чаши для бассейна (дна и стенок)

12. Дорожное строительство

Стеклопластиковая арматура получает отзывы строителей положительные ввиду ее универсальности, так как ее можно применять для усиления прочности дорожного полотна, опор, мостов.

13. Пешеходные бетонные дорожки

Для придания жесткости бетонной дорожки необходимо произвести армирование основания, хотя многие этим пренебрегают.
При армировании пешеходной дорожки стеклопластиковой арматурой толщину бетонного основания можно делать меньше, что приводит к существенной экономии по затратам на бетоне.

Так же использование арматуры из стеклопластика для армирования пешеходных дорожек защищает бетон от распадания на фрагменты.

14. Бетонные площадки для проезда и парковки автомобилей.

Перед началом армирования сверху под бетонную площадку на песчаную подушку засыпают слой щебня в 5 см и уплотняют его. Армирование стеклопластиковой арматуры усиливает бетонную структуру, поэтому при устройстве площадки под стоянку автомобиля без нее не обойтись.
Бетонирование площадки для проезда и парковки автомобиля осуществляют при помощи стеклопластиковой арматуры, которую нарезают прутьями необходимой длины. Рекомендуется использовать стеклопластиковую арматуру диаметровом Ф6.

Каркас из арматуры изготавливают непосредственно на месте укладки и не займет много времени. Стеклопластиковые прутья размещают крест-накрест и в точках стыковки перевязывают проволокой.

15. Армирование монолитных бетонов содержащих противоморозные добавки.

Стеклопластиковая арматура, в отличие от металла, устройчива к щелочной среде. Противоморозные добавки состоят из щелочи и солей, вызывающие коррозию у металла.

Применение стеклопластиковой арматуры при армировании монолитных бетонов содержащих противоморозные добавки увеличивает срок службы бетонного основания в несколько раз и препятствует возникновению трещин и защищает бетон от распадания на фрагменты.

Ни один фундамент и ни одна конструкция, будь-то стена или перекрытие дома, свая или пролёт моста, не обходится без арматуры, заложенной в бетон. В настоящее время в продаже появляются новые, а зачастую экзотические материалы, с якобы уникальными свойствами, и арматура для бетонного фундамента не оказалась исключением из этого списка.

Все мы привыкли к стандартной металлической арматуре, которая производится разного диаметра и используется уже на протяжении второго столетия. Но в последнее время появилась стеклопластиковая арматура отзывы о которой вроде бы положительные, но опыт её использования всего несколько лет этого не подтверждает.
Что же представляет собой стеклопластиковая арматура? Это прочные прутки с ребристой поверхностью диаметром от 4 до 20 миллиметров, изготовленные из стеклопластиковых, базальтовых композитных материалов и предназначенные для применения в бетонных конструкциях вместо стальной арматуры.

Отзывы о стеклопластиковой арматуре такие:

― повышенная прочность на разрыв (к примеру, арматура диаметром 8 мм – аналог 12-миллиметровой металлической);
― легкость (легче металлической в 5 раз);
― неподверженность коррозии;
― устойчивость к агрессивным средам;
― непроводимость электрического тока (диэлектрик);
― дешевизна;
- не экранирует и не создает экрана радиоволнам.

Казалось бы всё очень красиво, но отзывы больше похожи на ключевые тезисы из рекламных буклетов продавцов этой самой арматуры, чем на технические отзывы, которые нас интересуют в первую очередь.
Покопавшись в интернете и произведя некоторые расчёты мы имеем немного другую картину по данному продукту, но зато технически проверенную и правильную.

Для исследования этого вопроса нам понадобятся следующие термины:
Модуль упругости - характеризует способность твердого тела упруго деформироваться под воздействием силы.
Предел текучести - механическое напряжение при воздействии которого деформированное тело уже не возвращается в первоначальное состояние.
Нормативное сопротивление - величина чуть меньше предела текучести, характеризует максимальное конструктивное напряжение для расчетов с данным материалом.
Предельная растяжимость бетона - максимальный коэффициент удлинения бетона, при котором не происходит раскрытие трещин.

Итак попробуем выяснить работу балки со стальной арматурой Д12 мм.
Арматура стальная А500С диаметром 12 мм имеет следующие характеристики:
Модуль упругости 200 ГПа
Нормативное сопротивление 500 МПа, что чуть меньше предела текучести стали, из которой сделана арматура.
Таким образом мы получаем ориентировочные значения максимальной нагрузки на пруток арматуры 4500 кг. Растяжение арматуры при данной нагрузке составит около 2,5 мм/м

Производители арматуры размещают в документации табличку с равноценной заменой арматуры.
В документации указано, что стальной арматуре А500С диаметром 12 мм соответствует стеклопластиковая или базальтовая арматура диаметром 10 мм.

Итак попробуем выяснить работу балки с такой арматурой Д10 мм.
Арматура стеклопластиковая или базальтовая диаметром 10 мм имеет следующие характеристики:
Модуль упругости 50 ГПа
Нормативное сопротивление 2000 МПа.
Таким образом мы получаем ориентировочные значения максимальной нагрузки на пруток арматуры 10000 кг.
Растяжение базальтовой арматуры при данной нагрузке составит около 25 мм/м.
Растяжение базальтовой арматуры при нагрузке 4500 кг, около 11 мм.
Для того чтобы получить такое же растяжение как у стальной (2,5 мм/м) нам необходимо уменьшить нагрузку на пруток до 1000 кг, либо увеличить диаметр в 2,1 раза до 21 мм.

Величину предельной растяжимости бетона найти сложно, так как это зависит от огромного количества условий, но по некоторым данным обычный бетон не более - 3 мм/м.
Таким образом все преимущество высокой прочности арматуры теряется из-за низкого модуля упругости, т. е. высокого растяжения под нагрузкой.
Бетон просто потрескается и полопается в месте растяжения арматуры раньше чем арматура порвется.
Из чего делаем вывод что равноценная замена стальной арматуры Д12 мм, класса А500С - это стеклопластиковая или базальтовая арматура диаметром более 20 мм.

Нам строители и застройщики задают один и тот же вопрос: Соответствует ли базальтовая арматура диаметром 10 мм стальной диаметром 12 мм? Собираюсь закупать арматуру для монолитной плиты фундамента, сказали, что достаточно взять 8 мм, т.к она соответствует стальной в 10 мм.
Правда ли это?

Да, соответствует, но только по прочности на разрыв, но прежде чем порваться, любая арматура растягивается (удлиняется), при этом деформируется, а потом и растрескивается проармированное изделие. А удлиняются разные материалы по разному, в зависимости от модуля упругости (во сколько раз меньше модуль упругости, во столько раз сильнее растягивается материал в одинаковых условиях). Так вот, стеклопластиковая арматура (СПА) растянется примерно в четыре раза сильнее, чем стальная, при одинаковом сечении (диаметре) и одинаковой нагрузке (какая бы она ни была в конкретной конструкции). Значит для получения одинаковых деформаций под одинаковыми нагрузками (сохранения свойств проармированного изделия) СПА надо заложить примерно в четыре раза больше стальной (по сечению). Можно вместо 10мм стальной заложить 20мм СПА. Или просто вместо одного прута стальной, заложить четыре прута СПА, такого же диаметра. Или шесть прутов 8мм СПА, вместо одного стального 10мм...
Только надо еще учитывать, что некоторые производители указывают диаметр СПА с навивкой, а реальный рабочий диаметр меньше. Значит при замене надо будет исходить из реального диаметра и закладывать СПА еще больше.

Плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры:

Основной плюс - это только лёгкость её транспортировки, неподверженность коррозии, устойчивость к агрессивным средам и непроводимость электрического тока (диэлектрик). Вот, к сожалению, наверно и всё
Основной минус - это то, что, мы так и не нашли куда и как можно использовать все эти плюсы, включая арматуру, так как нет нормативных документов на её использование, её нет в ГОСТе на производство, в СНиПе на использование, нет нормативных документов, не стандартизированы методики расчета минимального процента армирования, не нормированы требования и никак не контролируется характеристики сцепления композитной арматуры с бетоном.
И, в заключении, у стеклопластиковой арматуры низкий модуль упругости, низкая огнестойкость изделий армированных композитной арматурой, не возможность изготовления гнутых арматурных изделий под углом из арматуры в состоянии поставки так и на месте строительства (возможны только большие радиусы), не возможность использования в качестве сжатой арматуры и тд и тп.

Ну и естественно цена, стеклопластиковой арматуры в сравнении со стальной получается сильно дороже:
1 м А500С диаметром 12 мм - 30 руб.,
1 м стеклопластиковой диаметром 12 мм - 50 руб., а при том что необходимо использовать диаметром более 20 мм, то цена такой арматуры будет в 5-7 раз дороже стальной, что экономически не целесообразно и не выгодно.

Ну и, на последок, предлагаем бесплатно скачать доклад с третьего международного симпозиума прошедшего 9-11.11.2011 года, Перспективы применения композитной арматуры .
Prospects of FRP Bars application О.Н. Лешкевич, канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе РУП «Институт БелНИИС»

Любое копирование и использование материала без прямой ссылки на сайт запрещается!

Стеклопластиковая арматура: недостатки и особенности

Длительность видео 24:45

На видео показано и рассказано, что из себя представляет композитная и металическая арматура её физикотехнические данные и НЕвозможность её использования в конструкционных бетонах фундаментов.

Как вязать стеклопластиковую арматуру?

Нейлоновыми стяжками или отожженной проволокой диаметром 0,8—1,2 мм вручную, при помощи вязального крючка или пистолета. Для соединения арматуры также могут быть использованы специальные пластиковые клипсы.

Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая?

Стеклопластиковая арматура превосходит металлическую при армировании конструкций, подвергающихся растягивающим усилиям, а уступает ей при преобладающих сдвиговых нагрузках.

Как согнуть (гнуть) стеклопластиковую арматуру?

Сгибать стеклопластиковую арматуру с превышением минимально допустимого радиуса нельзя. Гнутые элементы могут быть изготовлены по чертежам на заводе. Формирование углов при армировании следует выполнять вязкой отдельных прямых прутов или с помощью готовых элементов.

Как армировать стеклопластиковой арматурой?

Невысокий слой бетона армируется одной сеткой из связанных прутов, уложенной на специальные пластиковые фиксаторы требуемой высоты. Для объемных конструкций с помощью перемычек формируют каркас из нескольких сеток, установленных на ребро или расположенных одна над другой.

Замена стальной арматуры на стеклопластиковую

Зависит от прочности на разрыв для конкретной марки композитной арматуры. Стеклопластиковыми прутами с предельным значением 1200 МПа могут быть заменены стальные (класса А-III), с диаметром на треть больше:

стальная, мм
композитная, мм

Как размотать стеклопластиковую арматуру?

Следует надежно зафиксировать один из концов стержня и, удерживая бухту в вертикальном положении, раскатать смотанный отрезок в прямую линию на ровной поверхности.

Как делают стеклопластиковую арматуру?

Пропитывают отдельные жгуты стеклоровинга термореактивными связующими веществами и формируют из них цилиндрический прут. После чего обматывают его еще одним перекрученным жгутом и протягивают через туннельную печь, в которой смола полимеризируется.

Как соединить стеклопластиковую арматуру?

Стеклопластиковая арматура позволяет формировать каркас цельными прутами, без составных частей. Пересекающиеся стержни соединяются между собой пластиковыми стяжками, отожженной вязальной проволокой или специальными клипсами. Если без составных частей обойтись не удается, они соединяются внахлест, с перекрытием порядка 100 диаметров используемой арматуры.

Как сделать теплицу из стеклопластиковой арматуры?

Высота теплицы должна позволять стоять в ней в полный рост. Из стеклопластиковой арматуры практичнее делать арочные или пристенные полуарочные конструкции. Для капитальных теплиц обустраивается армированный композитом ленточный фундамент, в котором до заливки бетона закрепляются концы дуг из арматуры. Для разборных конструкций используют отрезки пластиковых или стальных труб в виде закладных деталей. Крепление к стене осуществляют при помощи деревянного бруса с отверстиями под концы дуг.

Как сделать парник из стеклопластиковой арматуры?

Высота парника обычно лежит в пределах от 0,5 до 1,5 метра. Концы дуг могут быть воткнуты непосредственно в землю. Практичнее всего для их закрепления изготовить из деревянного бруса прямоугольную раму необходимого размера со сквозными отверстиями.

Как правильно монтировать стеклопластиковую арматуру?

Отрезаются пруты необходимой длины, маркером намечаются места крепления, раскладываются на ровной поверхности и соединяются перемычками в сетку с помощью хомутов или проволоки. Для объемных каркасов готовые сетки связываются между собой.

Дуги из стеклопластиковой арматуры

Радиус изгиба дуги должен быть не меньше произведения номинального диаметра прута на отношение модуля упругости к пределу прочности. Например, для арматуры АСК-10-1200/55 его минимальное значение составляет 458 мм.

Сетка из стеклопластиковой арматуры

Армирующее изделие из одного слоя взаимно перпендикулярных арматурных стержней, соединенных между собой в заводских условиях. Поставляется в листах или рулонах и позволяет значительно ускорить выполнение строительных работ.

Дуги для парника из стеклопластиковой арматуры

Изготовить небольшой арочный парник можно из стеклопластиковой арматуры диаметром 6—8 мм. Высокий модуль упругости легко позволит согнуть из стержней дуги для сооружения шириной всего один метр. С учетом заглубления в землю, для такого сооружения потребуются отрезки арматуры длиной 4 м.

Сваи из стеклопластиковой арматуры

В подготовленную скважину опускается пространственный каркас, выполненный из стеклопластиковой арматуры. После его установки слоями подается бетон.

Армопояс из стеклопластиковой арматуры

Композитные материалы могут быть использованы почти во всех видах армирующих поясов, кроме ростверка: цокольных, межэтажных и мауэрлатах.

Дом из стеклопластиковой арматуры

Стеклокомпозитные материалы применяются в малоэтажных сооружениях для армирования фундаментов и слоистой кирпичной кладки, а также в монолитном строительстве.

Изделия из стеклопластиковой арматуры

Представляют собой пруты мерной длины или отрезки в мотках диаметрами от 4 до 32 мм. Могут предлагаться в виде листов или рулонов готовых арматурных сеток из соединенных между собой взаимно перпендикулярных стержней.

Купол из стеклопластиковой арматуры

Арочное сооружение для парников, теплиц, беседок или небольших ангаров. Самая простая конструкция напоминает половину шара, у которой в четырех равноудаленных друг от друга полюсах сходятся концы дуг (как меридианы). Устойчивость купола повышается с увеличением числа полюсов, а в его основании лежит кольцо из арматуры, закрепленное на столбиках фундамента.

Забор из стеклопластиковой арматуры

В привычном понимании забора из арматуры, композитные материалы метал не заменят. Стеклопластиковые пруты и сетка здесь могут быть использованы для армирования фундамента, кирпичной кладки или при изготовлении заборных плит.

Кладочная сетка из стеклопластиковой арматуры

Готовое изделие из взаимно перпендикулярных тонких композитных стержней. Предназначена для армирования слоистой кладки, бетонных конструкций небольшой толщины, а также для выполнения широкого спектра отделочных работ.

Гибкие связи из стеклопластиковой арматуры

Благодаря своей крайне низкой теплопроводности и высокой коррозионной стойкости, стеклопластиковая арматура малых диаметров является прекрасным материалом для изготовления гибких связей. Их можно использовать при кладке стен для соединения с внешним облицовочным слоем.

Гнутые элементы из стеклопластиковой арматуры

Предназначены для формирования углов, жестких окончаний и кольцеобразных деталей каркаса при армировании. Изготавливаются в заводских условиях в виде Г, П и С-образных элементов разных размеров.

Арматурный каркас из стеклопластиковой арматуры

В зависимости от назначения каркаса, перемычками соединяют горизонтально расположенные арматурные сетки — для монолитных плит или установленные на ребро — для ленточных фундаментов. При формировании каркаса для армирующего пояса целесообразно использовать готовые гнутые С-образные элементы, внутри которых закрепляются пруты. Для выполнения угловых соединений применяются стандартные Г-образные детали.

Беседка из стеклопластиковой арматуры своими руками

Практичнее всего арочная конструкция, состоящая из нескольких дуг, концы которых залиты в бетонный фундамент. Она может быть легко накрыта листовым поликарбонатом. Изготовить из арматуры беседку купольного типа сложнее, особенно в отношении кровли.

Каркас теплицы из стеклопластиковой арматуры

Наиболее простой и устойчивой конструкцией теплицы является сооружение арочного типа. Горизонтальные связи и внутренние перемычки удобно крепить при помощи пластиковых тройников от системы полива, надетых непосредственно на стержни дуг. Из стеклопластиковой арматуры внутри теплицы также могут быть выполнены шпалеры для подвязки растений.

Вес стеклопластиковой арматуры

Определяется диаметром прута и длиной отрезка. Относительная плотность стеклопластика составляет порядка 1,9 тонны в одном кубическом метре. Диаметр равновеликого по объему круглого стержня (для арматуры АКП-10) примерно равен 9 мм, что составляет 1,2 грамма на миллиметр его длины.

Стеклопластиковая арматура вес бухты

диаметр, мм
вес бухты 50 м, кг
вес бухты 100 м, кг

Стеклопластиковая арматура вес погонного метра

диаметр, мм

В строительстве, как и в других отраслях, все чаще прибегают к использованию в производстве товаров и услуг новейших технологий и инновационных подходов. Стеклопластиковая арматура - пример такого альтернативного решения. Она достаточно быстро заменила традиционные металлические детали, обогнав их по экономическим и техническим параметрам. Из данной статьи вы узнаете, что такое арматура стеклопластиковая. Характеристики данного материала будут представлены в сравнении с другими.

Стеклопластикая арматура - что это?

Армирующее средство, или неметаллическая стеклопластиковая арматура, представляет собой некий стержень с ребристой поверхностью из стеклянных волокон. Его профиль спиралеообразен, а диаметр варьируется от 4 до 18 мм. Длина арматуры может доходить до 12 метров. Иногда она встречается в виде скрученных бухт, диаметр такого строительного материала составляет 10 мм.

За рубежом стеклопластиковая арматура, применение которой столь же широко, как и у нас, называется полимерным оборудованием. Оно упрочнено непрерывным волокном. В России чаще можно встретить аббревиатуру АКС.

Из чего состоит стеклопластикая арматура?

Физическое тело АКС состоит из нескольких частей:

1. Основной ствол. Он сделан из параллельных волокон, которые соединены полимерной смолой. Основной ствол обеспечивает прочность арматуры.

2. Внешний слой - представляет собой волокнистое тело. Его накручивают по спирали вокруг ствола АКС. Встречается в виде песчаного напыления или двунаправленной навивки.

Существуют различные вариации стеклопластика, все зависит от фантазии производителя и целесообразности ноу-хау. В продаже можно встретить арматуру, основной ствол которой выполнен в виде косички из углеволокна.

Основные свойства

Чтобы определить свойства стеклопластика, было проведено немало исследований и испытаний. Полученные результаты охарактеризовали АКС как высокопрочное и долговечное оборудование для строительства, которое обладает рядом преимуществ перед другими материалами:

небольшой вес (стеклопластик легче металлической арматуры в 9 раз);
устойчивость к коррозии в кислой и агрессивной хлористой средах (в 10 раз превосходит свойства стальной арматуры);
низкая теплопроводность;
экономичность (ее выгоднее перевозить, а замена проводится реже);
магнитоинертость;
радиопрозрачность;
арматура является диэлектриком.

Стеклопластиковая арматура: недостатки

Помимо бесспорных достоинств АКС, благодаря которым она завоевала большую популярность у строительных компаний и простых обывателей, у нее есть свои недостатки. Конечно, критическими их назвать очень сложно. Однако стоит иметь в виду и отрицательные характеристики материала, которые могут повлиять на процесс строительства.

Итак, недостатки:

низкий ;
недостаточный показатель термостойкости;
прочие.

Благодаря низкой упругости, АКС легко сгибать. Для изготовления фундамента и дорожек это не является серьезным минусом. А вот в случае с производством перекрытий нужно делать дополнительные расчеты, учитывая данную особенность арматуры.

Недостаточная термостойкость - более серьезный недостаток АКС. То, что стекловолокно само по себе жаропрочно, еще ничего не значит. Пластиковое связующее звено не выдерживает высокой температуры, однако арматура относится к группе самозатухающих материалов. Данное свойство имеет силу до температуры 2000 градусов по Цельсию, после чего АКС теряет свою прочность. Поэтому использование стеклопластика вместе с бетоном запрещено. Такую арматуру можно применять лишь в тех областях строительства, где полностью исключены температурные перепады. Однако данные требования почти всегда выполняются в обычных жилищных и некоторых промышленных постройках.

Стеклопластиковая арматура, недостатки которой были перечислены выше, имеет еще ряд отрицательных сторон. Со временем прочность ее разрушается, а под воздействием щелочных составов скорость реакции увеличивается в несколько раз. Но современные технологии позволяют справляться с данным недостатком. В состав АКС добавляют редкоземельные металлы, которые делают стеклопластик менее чувствительным.

Некоторые специалисты отмечают тот факт, что такая арматура не терпит сварки. Поэтому многие предпочитают "вязать" плети из стекловолокна.

Производство стеклопластика

Мы очень часто используем стеклопластиковую арматуру в домашних условиях, к примеру, в заливке фундамента и др. Производство АКС не обязательно должно быть поточным. Многие автомастерские, занимающиеся тюнингом машин, выпускают данный материал в различной конфигурации. - обычное дело для сервисов: они могут сделать из нее новый бампер и другие детали. Но в данном случае речь идет о мелкосерийном производстве. Ставят АКС на поток только крупные промышленные предприятия.

Существует несколько основных методов изготовления:

протягивание;
наматывание;
ручной способ.

Первый метод используют для изготовления различных профилей. На непрерывной линии потока разматываются стеклянные волокна. Чаще всего с бобин разворачиваются параллельные пучки материала, которые не скручиваются между собой. Специалисты называют данный элемент производства ровингом. До того, как бобины придут в действие, стекловолокно смазывается смолой, содержащей вещества для ее полимеризации при высоких температурах. Постепенно материал будет отвердевать, а достигается этот эффект за счет произошедшей химической реакции. Потом стекловолокно проходит через фильтры, которые освобождают материал от излишней смолы, и АКС приобретает привычную цилиндрическую форму. Пока арматура не затвердела, на нее по спирали наматывается специальный жгут. Именно он обеспечивает прочность при контакте с бетоном. Благодаря этому свойству все чаще используется арматура стеклопластиковая для фундамента. Отзывы, которые оставляют строители, зачастую положительные.

После всех манипуляций АКС проходит через печь, где при высокой температуре она твердеет. Далее готовую арматуру нарезают на части нужной длины (их называют плетьми). Иногда АКС наматывают на бобины, но это возможно только в том случае, если у нее небольшой диаметр. Толстые плети просто невозможно скрутить. Такая стеклопластиковая арматура, применение которой очень распространено, выпускается в больших количествах, если речь идет о масштабном производстве.

Методом наматывания производят чаще всего Изготавливаются они по такому же принципу, что и плети. На специальный станок наматывается стекловолокно, пропитанное смолой. Намоточное устройство, благодаря своему вращению, позволяет получить цилиндрическую поверхность. Далее стекловолокно проходит через высокотемпературную печь и разрезается на трубы определенных размеров.

Ручной способ чаще всего используется в мелкосерийном производстве. Стеклопластиковая арматура, недостатки которой не так сильно влияют на конечный результат, позволяет получить прочный автомобильный корпус, бампер и т. д. Мастера создают специальную матрицу с предварительно нанесенным декоративно-защитным слоем. Обычно для этого используют распылитель, что позволяет достичь равномерного эффекта. После этого на матрицу укладывают стекломатериал, который раскраивают заранее по нужным размерам. Стеклоткань или стекломат пропитывают смесью полимерной смолы. Лучше всего пользоваться кистью. С помощью валика из материала выдавливается оставшийся воздух, чтобы внутри стекловолокна не было пустот. Когда ткань затвердела, ее обрезают, придают нужную форму, сверлят в ней отверстия и т. п. После этого матрицу можно использовать повторно.

Характеристики

Стеклопластиковая арматура характеризуется следующими параметрами:

шаг навивки;
внутренний и наружный диаметр.

Каждому номеру профиля соответствует свое значение показателей. Единственный параметр, который остается неизменным - шаг навивки. Он равен 15 мм.

Согласно ТУ, арматура стеклопластиковая, характеристики которой различаются в зависимости от профиля, выпускается под следующими номерами: 4, 5, 5.5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и 18. Данным значениям соответствует показатель наружного диаметра. Вес профилей варьируется от 0,02 до 0,42 кг/1 п. м.

Виды

Строительная арматура имеет множество разновидностей. Есть классификации, которые подразделяют ее на:

штучную;
сетку;
каркасы;
конструкции.

Также арматура делится на группы:

рабочая;
распределительная;
монтажная;
арматура, которая используется в железобетонных сооружениях.

Кроме того, стержни делятся на продольные и поперечные, гладкие и круглые, стеклопластиковые и композитные и др.

Сфера применения композитной арматуры

Сфера применения рассматриваемого нами материала достаточно широка. Очень часто используется арматура композитная (стеклопластиковая) для фундамента, а именно для армирования упругих оснований. В данном случае речь идет о производстве дорожных перекрытий и плит. Армирование стеклопластиковой арматурой используется для производства обычных бетонных конструкций, дренажных труб, дюбелей и т. д. С её помощью улучшают характеристики стен, делают гибкие связи между кирпичной кладкой. АКС используют для армирования автомобильных полотен, насыпей для слабого основания, монолитного бетона и т. д.

Траспортировка

Стеклопластиковая арматура выпускается в виде бухт, которые можно сворачивать. Это стало возможным после того, как производители убрали самозатягивающиеся стяжки. Бухты АКС можно спокойно развернуть, после чего стеклопластик выпрямляется и становится пригодным для работы.

Материал упаковывают и перевозят в горизонтальном положении. Главное во время транспортировки - следовать основным правилам по перевозке грузов.

Сравнение стеклопластиковой арматуры со сталью

Главным конкурентом АКС является стальная арматура. Их характеристики во многом схожи, но по некоторым показателям стеклопластик явно превосходит привычный вид металлического оборудования.

Сравним стекловолокно со сталью по неким параметрам:

1. Деформативность. - упруго-пластическая, АКС - идеально-упругая.

2. Предел прочности: у стали - 390 МПа, у стеклопластика - 1300 МПа.

3. Коэффициент теплопроводности. В первом случае он равен 46 Вт/мОС, во втором - 0,35.

4. Плотность. Стальная арматура имеет значение в 7850 кг/м 3 , АКС - 1900 кг/м 3 .

5. Теплопроводность. Стеклопластик нетеплопроводен, в отличие от стали.

6. Коррозийная стойкость. АКС - нержавеющий металл, сталь относительно быстро коррозирует.

7. Способность проводить электричество. Диэлектрик - это стеклопластиковая арматура. Недостатки стальных стержней в том, что они являются стопроцентными проводниками тока.