Стеклопластиковая арматура: изготовление, плюсы и минусы

{RANDOM_PARAGRAPH=100-400}

Плюсы и минусы композитной стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиковая арматура, которая появилась на строительном рынке относительно недавно, имеет как достоинства, так и недостатки, о которых обязательно должен быть осведомлен потребитель. Несмотря на заверения производителей в том, что данная продукция является полноценной заменой металлической арматуры, не во всех ситуациях ее применение можно считать обоснованным.

Каркас монолитной плиты из композитной арматуры

Что такое стеклопластиковая арматура

Конструктивно, в поперечном сечении, — это пучок нитей из стекловолокна, углеволокна, базальта и некоторых других полимеров, покрытых сверху вязкими смолами. Такая структура обеспечивает прочность на разрыв более чем в три раза превышающую аналогичные показатели стали (подробное сравнение композитной и металлической арматуры приведено здесь).

Классификация

В зависимости от типа применяемого при изготовлении сырья, арматуру ПВХ для фундамента подразделяют на:

• стеклокомпозитную – АСК;
• углекомпозитную – АУК;
• базальтовую – АБК;
• комбинированную – АКК.

Поставки осуществляются в виде свернутой бухты или прямых нарезанных прутов длиной до 12 метров.

Технические характеристики

Конструктивное строение композитной арматуры для фундамента делает ее уникальным строительным материалом, который используют для возведения особо ответственных монолитных конструкций из бетона. К главным техническим показателям относят:

• нижний предел прочности при растяжении для АСК 800 МПа, АУК 1400 МПа, АБК 1200 МПа;
• предельная прочность при испытании на сжатие для всех видов — не менее 300 МПа;
• сопротивление поперечному срезу для АСК не менее 150 МПа, АУК 350 МПа, АБК 250 МПа;
• средний удельный вес композитной арматуры — 1900 кг/м 3 ;
• предельная эксплуатационная температура составляет 60˚C.

При сравнении показателей упругости следует отметить, что углепластик более чем в 2 раза превосходит стекловолокно и в 1,5 раза — композитную базальтовую арматуру.

Вес арматуры из пластика.

Стоимость стеклопластикового прута

Цена полимерных армирующих материалов зависят от структуры и составляющих компонентов в составе. Конструкция композитного прута состоит из продольного набора стеклянных волокон, скрепленных между собой эпоксидной смолой. Поверхность может оставаться гладкой, иметь шероховатую присыпку или быть обвитой по спирали специальным стеклоровингом. Последний способ позволяет получить ребреную поверхность, которая обеспечит более надежное сцепление с бетоном.

В отличие от металлического проката, который в большинстве случаев продается на вес, цена стеклопластиковой арматуры всегда определяется за погонный метр. Это часто приводит к заблуждению о том, что тонна композитных материалов стоит намного дороже стали.

Необходимо понимать, что при диаметре 12 мм в одной тонне металла будет 1100 м прута, а пластика — 12500 метров. Кроме этого, высокая прочность стеклопластиковой арматуры позволяет применять меньшие диаметры при одинаковых условиях монтажа. Эти условия показывают, что стоимость полимеров будет не выше, а ниже, чем у металлопроката. Изучение прайс-листов компаний изготовителей показало, что цена наиболее популярных диаметров 4-8 мм находится в диапазоне 8,50-27,20 руб/м.

Плюсы и минусы применения стеклопластика

Главными преимуществами композитной арматуры специалисты считают:

• устойчивость к воздействию коррозии и многих агрессивных химических веществ;
• высокую прочность, превышающую подобные показатели для металла;
• долговечность, увеличивающую срок эксплуатации конструкции в 2-3 раза;
• небольшой удельный вес, облегчающий погрузку и перевозку;
• простой расчет стеклопластиковой арматуры для фундамента;
• возможность использования при отрицательных температурах до -60˚C;
• экологическую чистоту применяемых компонентов;
• доступность и экономичность при применении;
• отсутствие ограничения длины прута при монтаже благодаря поставкам в бухтах;
• диэлектрические и антимагнитные свойства.

Серьезным минусом композитной арматуры является пониженная прочность при испытании на излом. Там, где металлические пруты просто согнутся, стеклопластик может переломиться, ослабив при этом надежность конструкции. Поэтому такие полимеры не применяют при монтаже и производстве несущих элементов и перекрытий, что ограничивает их использование и является недостатком.

Предельная температура нагрева не позволяет применять пластиковое армирование при потенциальной возможности длительного воздействия открытого пламени. В случае пожара такие бетонные монолиты будут определяться как поврежденные и их необходимо заменять.

Сравнивая плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, можно сделать уверенный вывод, что данные материал можно и нужно применять для создания надежных и долговечных монолитных конструкций.

Сфера применения

Стеклопластик является прекрасным материалом для монтажа фундаментных оснований любого типа. Композитную арматуру используют не только в промышленном, но и частном строительстве. Особенно в случае наличия возможности высокого подъема грунтовых вод и на заболоченных почвах. Этот материал незаменим при выполнении работ по укреплению берегов, при строительстве гидротехнических сооружений и на объектах с возможным воздействием агрессивных веществ.

Хорошие результаты получают, если использовать пластиковую арматуру для укрепления дорожных покрытий на участках с повышенной влажностью и в условиях вечной мерзлоты. Пруток диаметром 4 мм применяют для армирования каменной кладки из пенобетонных и газобетонных блоков, а так же полов на промышленных и торговых объектах.

Так же плюсом композитной арматуры специалисты признают возможность эффективного совместного использования традиционных стальных прутов и композитных пластиковых материалов. С помощью стали укрепляют углы и места примыкания стен, а все пролеты армируются пластиком. Это позволяет ускорить сборку каркаса без ущерба качеству конструкции и расширить области применения материалов.

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»

Недостатки стеклопластиковой арматуры

Самым серьезным минусом и недостатком стеклопластиковой арматуры явялется то, что производством этого материала сегодня, занимаются все подряд, да именно это самый серьезный и опасный недостаток, люди покупают б/у линии-станки для производства арматуры, ставят их у себя в гараже и производят композитную арматуру, несмотря на то, что они совершенно не обладают знаниями необходимыми для производства этого материала.

В то же время, производство стеклопластиковой арматуры это очень высокотехнологичный процесс, требующий строго определенного подхода ко всем его этапам, начиная от выбора сырья, так например волокна должны быть марки Е – боросиликатные, смола для их соединения должна быть на эпоксидной основе.

П ри замотке арматуры в бухты, необходимо соблюдать определенные требования, чтобы избежать появления трещин на поверхности стержня, и это только верхушка айсберга, в действительности, подобных аспектов в производстве стеклопластиковой арматуры намного больше. В то же время, всем этим могут заниматься люди, не имеющие подобных знаний.

Еще одним существенным недостатком стеклопластиковой арматуры является то, что этот материал очень долго изготавливался исключительно по техническим условиям – ТУ, на него не было нормативного документа ГОСТа, регламентирующего требования, какой должна быть стеклопластиковая арматура, поэтому многие производители шли на различные уловки, чтобы занизить себестоимость своей продукции и продавать её подешевле, тем самым привлекая клиентов.

Например, можно существенно занизить диаметр самого стержня (тела арматуры), а диаметр мерить по внешней навивке, которая обеспечивает сцепление арматуры с бетоном, но не несет силовую нагрузку. Отсюда соответственно меньшая площадь поперечного сечения арматурного стержня, а соответственно и меньшую разрывную и растягивающую нагрузку он выдержит. Вот такой псевдомаркетинговый ход.

Применение и цена в зависимости от диаметра

Сфера применения арматуры из стекловолокна и цена за метр и тонну напрямую зависит от ее толщины.

Так, тонкие, четырех миллиметровые пруты практически не применяются при производстве строительных работ, но востребованы при возведении легких конструкций:

• архитектурные сооружения сложной геометрической формы;
• подпорки и подставки под вьющиеся растения, как элемент ландшафтного дизайна;
• формирование каркасов тепличных сооружений в сельском хозяйстве.

Цена стекловолоконного изделия — от 7 руб. за 1 погонный метр при диаметре от 4 мм.

Обычно используется для:

• закладки монолитного фундамента — обеспечивается цельность конструкции, предупреждается растрескивание материала;
• армирования конструкций из различных видов бетона — поризованных и тяжелых, предварительно напряженных и ячеистых;
• усиления кирпичных кладок путем создания гибких связей.

Цена 1 метр композитной арматуры диаметром 6 мм — от 8,5 руб.

• укрепление асфальтобетонного покрытия в дорожно-строительных работах;
• армирование плит при монтаже волнорезов и причалов, создании береговых укреплений;
• точечное укрепление фундамента, ремонт железобетонных конструкций.

Цена 1 м композитной арматуры с диаметром 8мм — от 14,5 руб.

10-12 мм

• строительство мостов и трубопроводов, создание трассопроводов;
• армирование заглубленных сооружений;
• создание хранилищ и резервуаров для хранения химических веществ.

Цена композитной арматуры с диаметром 10-12 мм варьируется от 20 до 40 рублей за метр.

14 мм

• создание бетонных элементов зданий различного предназначения;
• закладка монолитного фундамента;
• формирование плит перекрытий;
• изготовление пенобетона;
• усиление кирпичных стен;
• формирование сеток и стержневых элементов в различных строительных конструкциях;
• создание гибких связей при укладке многослойных каменных стен.

Средняя цена такого изделия из стеклопластика — 40 руб./пм.

16 мм

• укрепление фундамента;
• армирование промышленных полов;
• создание прочих конструкций из бетона.

Средняя стоимость такого композитного изделия — 50 руб за 1 метр.

18 мм

• усиление конструкций, функционирующих на упругом основании;
• армирование ненапряженного бетона;
• усиление дренажных труб;
• повышение теплотехнических характеристик стеновых панелей;
• армирование грунтов при горнопроходческих работах.

Цена за 1 метр изделия — от 70 руб.

Какая бывает композитная арматура

Классификация композитной арматуры в соответствии с составом волокон, несущих основную нагрузку, следующая:

• стеклопластиковая,
• базальтокомпозитная;
• углекомпозитная,
• арамидокомпозитная
• комбинированная композитная арматура.

В последнем варианте разные волокна комбинируются в необходимой пропорции. Оптимальный вариант по себестоимости и свойствам – стеклопластиковая арматура, которая и получила наибольшее распространение.

На наружную оболочку композитной арматуры следует обратить особое внимание. Арматура (и композитная, и стальная) должна как можно плотнее сцепляться с бетоном, который она армирует, и эту задачу решает именно наружная поверхность. У разных производителей оболочка выполнена по-разному; например, где-то – это выступы волокон определённой формы, где-то – песок крупной фракции, и т.д.

Технические характеристики и сфера использования

Композитная стеклопластиковая арматура, характеристики:

• теплопроводность – 0,35 Вт/(м*K);
• относительное удлинение – 8-10 %;
• срок службы – минимум 100 лет;
• модуль упругости – 55000-56000 МПа;
• прочность на разрыв – от 480 МПа до 1600 МПа;
• коэффициент линейного теплового расширения – от 9 * 10-5 С0 до 12 * 10-5 С0;
• вес – от 49 г до 440 г на каждый погонный метр (в зависимости от разновидности и толщины);
• диаметр стеклянных волокон – 13-16 микрон.

Пластмассовая арматура бывает разной, поэтому не лишним будет провести сравнительный анализ нескольких видов этого строительного материала (смотрите таблицу №1).

Таблица №1. Сравнение разных типов композитной пластиковой

арматуры по техническим характеристикам.

Стеклопластиковая арматура находит применение в основном при строительстве жилых зданий. Возведение современных монолитных бетонных стен не обходится без такого инновационного материала. Также с помощью стеклопластиковых изделий осуществляют:

• монтаж железнодорожных и автомагистралей, а также ограждений для них;
• укрепление фундамента;
• строительство морских портовых сооружений;
• укрепление таких конструкций, которые подвергаются воздействию коррозионных разрушающих факторов (водоёмы, укрепительные конструкции для береговых линий);
• обустройство эстакад и путепроводов;
• укрепление кирпичной кладки (характерно для малоэтажного строительства);
• производство фундаментных плит;
• обустройство углублённого ленточного фундамента, располагающегося на твёрдом, неподвижном грунте;
• повышение срока службы и прочности пешеходных дорожек и автомобильного покрытия;
• укрепление откосов;
• обустройство дорожного полотна;
• усиление прочности балок и перекрытий дома;
• повышение жёсткости полов в зданиях;
• сооружение сейсмоустойчивых конструкций;
• изготовление бетонных конструкций, требующих армирования (различных столбов, шпал, траверс и так далее).

Использование стеклопластиковой арматуры уже обросло некоторыми мифами, которые следует развенчать. Например, невозможность её применения из-за невысокого модуля упругости переоценено. Дело в том, что величина этого показателя важна лишь для прогибающихся конструкций, а для установки на упругом основании эту величину можно и вовсе не учитывать.

Ещё одним мифом об арматуре остаётся её мнимая неэкологичность. Этот вопрос целиком зависит от производителя и его порядочности. Если изготавливается этот стройматериал согласно действующим стандартам и правилам, опасности для здоровья людей нет никакой.

{RANDOM_PARAGRAPH=401-800}
{RANDOM_SECTION=500-3000}