Новинки рынка строительных материалов: композитная арматура. Преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры Использование композитных материалов для армирования мостовых настильных плит

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

Благодаря армированию приобретает повышенную прочность и долговечность. Раньше в качестве арматуры использовали исключительно металлические прутья, связанные между собой в каркас, однако сейчас в продаже появились пластиковые или композитные армокаркасы. Эти изделия производятся из базальтовых, карбоновых или стеклянных волокон с добавлением полимерных смол. Пластиковая арматура, плюсы и минусы которой будут рассмотрены чуть ниже, производится согласно требованиям международного стандарта, которые стоит изучить подробнее.

Формы выпуска пластиковой арматуры

Стандарт 31938-2012, регламентирующий технические требования, относящиеся к полимерным армирующим изделиям, определяет элементы этого типа, как твердые прутья круглого сечения. Прутки состоят из основы, заполнителя и связующего компонента.

Композитную арматуру производят в виде стержней сечением от 4 до 32 мм. Продаются такие изделия либо в нарезанном виде, либо в связках или бухтах длиной до 100 м.

Пластиковый профиль бывает двух видов:

Периодический – рифленые прутья, получаемые методом спиральной обмотки.
Условно-гладкий. В этом случае стеклопластиковые стержни обсыпаются кварцевым песком, благодаря чему готовые изделия обладают лучшими адгезионными свойствами.

Важно! обязательно по своим параметрам должна соответствовать ГОСТ 30247.0-94 по огнестойкости и ГОСТ 30403-2012 по пожаробезопасности.

Чтобы определить, стоит ли использовать композитные материалы вместо металлических, рассмотрим плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры.

Преимущества композитной арматуры

К преимуществам стеклопластиковых изделий по сравнению с металлическими аналогами следует отнести:

Малый вес. Для арматуры с пластиковыми стержнями используются прутья меньшего сечения, благодаря чему общий вес конструкции снижается почти вдвое. Например, стеклопластиковый стержень диаметром 8 мм будет весить всего 0,07 кг/п м, в то время, как металлический прут с таким же сечением весит 0,395 кг/п м. Благодаря меньшему весу транспортировать пластиковые изделия можно даже на легковом автомобиле, тогда как для металлической арматуры потребуется большегрузная машина.

Устойчивость к коррозии. Стеклопластиковые изделия не окисляются и не воздействуют с влагой.
Диэлектрические показатели. Композитные пруты – это радиопрозрачные диэлектрики, которые отличаются инертностью к электричеству и радиоволнам. Именно поэтому пластиковая арматура считается самым хорошим материалом для возведения медицинских центров, лабораторий и прочих специализированных сооружений.
Химическую устойчивость. Агрессивные компоненты, такие как: бетонное молочко, битум, морская воды, растворитель или солевые составы, со временем оказывают негативное воздействие на металлические профили. В свою очередь, композитные материалы остаются инертными к такому «соседству».
Температурный диапазон. Композиты можно применять при режиме от -60 до +120 градусов.
Высокую теплопроводность. Показатель проводимости тепла у стеклопластика составляет 47 Вт/м*К, а у металла – 0,5 Вт/м*К.
Повышенные прочностные показатели. Прочность композитного материала на растяжение значительно выше, чем у металлического изделия. При одинаковом диаметре пластиковая арматура выдерживает в 3-4 раза больше продольных нагрузок.
Долгий срок эксплуатации. Производители композитных материалов утверждают, что такая арматура прослужит более 150 лет. Проверить это пока что невозможно, однако рекордный зафиксированный срок службы пластикового армокаркаса составил 40 лет.
Скорость монтажа. Стеклопластиковые стержни быстро нарезаются обычной болгаркой и вяжутся при помощи пластиковых хомутов.

Кроме этого, благодаря повышенной упругости пластиковые изделия выпускаются практически любой длины.

Тем не менее, не будем торопиться с выводами, касательно того, какая арматура лучше. Справедливости ради стоит рассмотреть также и негативные стороны стеклопластиковых стержней для армирования монолитных бетонных построек.

Минусы композитной арматуры

Среди минусов композитных материалов, используемых при закладке арматуры, выделяют следующие:

Низкую упругость на изгиб. Из-за того, что пластиковые элементы отличаются низким модулем упругости, это может привести к деформации бетонной конструкции. Хорошо гнущиеся элементы сложно использовать при . Для сравнения модуль упругости композита составляет 55 000 МПа, а у пластика этот показатель достигает 200 000 МПа.
Небольшой диапазон размеров. На сегодняшний день при выборе стальной арматуры потребителям предлагается большее разнообразие изделий разного сечения.
Отсутствие СНиПов. Хоть стеклопластиковые изделия и нормируются по ГОСТ, другой нормативной базы для строительных элементов этого типа не существует. Исходя из этого, осложняется процесс проектирования объектов, так как производить расчеты пока что довольно проблематично.
Невозможность использования в некоторых регионах. Пластиковые изделия не рекомендуется применять при строительстве объектов в областях, где зимой фиксируются слишком низкие температуры.
Неустойчивость. осложняется плохой устойчивостью пластиковых прутьев. Конструкция начинает шататься, поэтому приходится прибегать к «хитростям», чтобы зафиксировать каркас до заливки бетонной смеси.
Довольно высокую стоимость материала. Стеклопластик обойдется в 2 раза дороже стальных аналогов.

Говоря о пластиковой арматуре, ее плюсах и минусах, многие относят к недостаткам этих изделий такие вещи, как: невозможность использования сварочного оборудования и низкую устойчивость к нагреву. Однако, в реальности сварка итак практически не используется при сборке армокаркаса. Настолько же абсурдна и теория насчет неустойчивости материала к высоким температурам. Стеклопластик полностью теряет свои свойства при нагреве свыше 600 градусов, но и не каждый бетон способен выдержать подобную температуру.

Исходя из вышесказанного становится очевидно, что при армировании бетонных конструкций, чтобы определить какая арматура больше подходит – металлическая или стеклопластиковая, нужно уточнить для каких именно целей вам нужен усиленный каркас. С одной стороны новейшие композитные материалы явно выигрывают, однако с точки зрения стоимости, возможно, будет выгоднее приобрести стальные изделия.

Появившаяся не так давно композитная арматура уже успела отвоевать львиную долю строительного рынка. В нашей статье мы расскажем о том, из чего она состоит, чем отличается от традиционной металлической и где применяется, а также рассмотрим самые распространенные мифы.

Композитная арматура было изобретена более 30 лет назад, однако широкое распространение получила только в последние несколько лет. Благодаря своим техническо-эксплуатационным характеристикам такой материал вполне способен выступить конкурентом классическим стальным армирующим прутьям.

Арматура из композитов внешним видом напоминает стальную, однако сделана она из волокон, пропитанных специальными связующими составами-затвердителями. В процессе изготовления на стержнях формируются ребра либо напыляется песочное покрытие для улучшения сцепления с бетоном.

Для производства арматуры применяют несколько видов композитных волокон:

Стекловолокно с добавлением термореактивных смол — стеклопластиковая арматура.
Базальтовое волокно с добавлением смол — базальтопластиковая арматура.
Углеродное волокно (карбон) — углепластиковая арматура.
Кевларовая нить от фирмы DuPont — кевларовая арматура.

Последние два вида используются крайне редко и в основном за рубежом. Составы углеводородных пластиков и кевлара разрабатывались для применения в космической и военной промышленности, поэтому они характеризуются одновременно и высокой прочностью, и заоблачной ценой.

Гражданское строительство отдает предпочтение стеклопластиковой арматуре, оптимальной по стоимости и спектру применения.

Преимущества и недостатки композитной арматуры

Самым уязвимым местом ЖБИ являются армирующие вставки из металла, подверженные коррозии. Обработка грунтовками либо использование сплавов проблему полностью не решают — металл рано или поздно ржавеет, разрушая бетон. Стеклопластиковая арматура не подвержена влиянию агрессивных сред, что является лишь одним из многочисленных плюсов:

Показатели прочности на разрыв превосходят характеристики металла почти в три раза.
В равнопрочном отношении композитная арматура весит в 9-11 раз меньше.
Материал не только недорого стоит, но и позволяет значительно сэкономить на погрузке и транспортировке.
В отличие от металла не образует мостиков холода, уменьшая теплопотери.
Долговечность и стойкость к температурным перепадам.
Обладает коэффициентом теплового расширения как у бетона, что снижает риск появления дефектов и трещин.
Полностью диэлектрична и радиопрозрачна.
Может изготавливаться как в виде прутьев, так и намоткой в бухты.

Испытания показывают и оборотную сторону медали — минусы композитной арматуры:

Низкий модуль упругости требует проведения дополнительных расчетов при применении такой арматуры в плитах перекрытия.
Низкая огнеустойчивость связана с тем, что композиты под воздействием высоких температур попросту плавятся, превращаясь в жидкость.
Невозможность использования сварки.
Невозможность изогнуть готовую арматуру на объекте.

Нужно заметить, что все отрицательные нюансы успешно решаются производителями и инженерами-проектировщиками: при возведении конструкций с высокой нагрузкой проводятся специальные изыскания и расчеты, для увеличения теплостойкости применяется дополнительная обработка бетонных составов и самой арматуры, все изогнутые детали изготавливаются на заводах согласно проектам.

Сравнительная характеристика металлической и композитной арматуры

При соблюдении строительных норм композитная арматура может заменить металлическую во всех сферах применения:

Коттеджное строительство : любые виды фундаментов и гибких связей для стен.
Бетонные конструкции в промышленных зданиях и многоэтажных домах.
Производство тяжелых и легких бетонов.
Слоистая кирпичная кладка различных типов.
Берегоукрепление и строительство береговых сооружений (не боится контакта с водой).
Укладка дорожного полотна (увеличивает срок службы на треть).
Создание сейсмоустойчивых поясов (рекомендована для использования в зонах высоких вибраций).
Возведение монолитных зданий с применением несъемной опалубки.
Электрификация (осветительные опоры и ЛЭП).
Изготовление железнодорожных шпал.

Характеристики композитной арматуры нагляднее всего представить в сравнении с металлическими аналогами:

	Металлическая арматура класса А-III (А400С)	Стеклопластиковая арматура	Базальтопластикоая арматура
Материал	Сталь 35ГС, 25Г2С и др.	Стекловолокно с диаметром 13-16 микрон, связанное полимером	Базальтовое волокно с диаметром 10-16 микрон, связанное полимером
Временное сопротивление при растяжении, МПа	360	600-1200 (уменьшается с увеличением диаметра)	700—1300 (уменьшается с увеличением диаметра)
Модуль упругости, МПа	200 000	45 000	60 000
Относительное удлинение, %	от 14	2,2	2,2
Плотность, т/м 3	7,85	1,9	1,9
Коррозийная стойкость	Ржавеет		Нержавеющий материал первой группы химической стойкости
Теплопроводность	да	нет	нет
Электропроводность	да	диэлектрик	диэлектрик
Профили (диаметр), мм	6-80	4-20, в перспективе до 60	4-20, в перспективе до 60
Длина, м	6-12 (в связи с требованиям к транспортировке)	Любой размер	Любой размер

Прикидывая целесообразность покупки композитной арматуры и сравнивая ее стоимость с металлической, многие обращают внимание только на цену погонного метра. Компания ROCKBAR (производитель стеклопластиковой арматуры) совместно с Университетом Шеффилда (Великобритания) провела сравнительные испытания на временное сопротивление и прочность материалов, результатом которых стала таблица равнопрочностной замены:

Композитная арматура				Стальная арматура класса А-III (А400С)
Диаметр арматуры, мм	Вес 1 пог. м, кг	Кол-во метров в тонне	Стоимость пог. м, руб.	Диаметр арматуры, мм	Вес 1 пог. м, кг	Кол-во метров в тонне	Стоимость пог. м, руб.
4	0,02	50000	от 8,75	6	0,22	4504,5	от 11,10
5	0,03	33333	от 9,54	6	0,22	4504,5	от 11,10
6	0,04	25000	от 11,59	8	0,40	2531,7	от 16,50
7	0,06	16667	от 13,95	10	0,62	1620,8	от 24,12
8	0,08	12500	от 17,27	12	0,89	1126,1	от 27,15
10	0,20	5000	от 25,60	14	1,21	826,5	от 39,12
12	0,23	4348	от 35,38	16	1,58	632,9	от 49,90
14	0,30	3333	от 48,42	20	2,00	404,9	от 77,05
16	0,35	2857	от 61,88	22	2,47	335,6	от 93,10
18	0,43	2326	от 67,40	25	2,98	259,7	от 121,00
20	0,60	1667	от 84,10	28	4,83	207,0	от 151,00

Примечание: цены взяты с официальных сайтов производителей, в розничных сетях могут немного отличаться в большую сторону.

Несложные подсчеты показывают, что экономия при покупке арматуры из композитных материалов может доходит до 2 раз по сравнению с металлической. Не стоит забывать и о других статьях расходов:

экономия на доставке за счет легкости и компактности;
экономия на погрузке и выгрузке — не нужно нанимать рабочих;
экономия на расходных материалах — стеклопластик можно нарезать кусачками или болторезом;
экономия на обрезках — арматура в бухтах нарезается по необходимым размерам без отходов.

Осторожно: недобросовестные производители

Внедрение инноваций на рынке строительных материалов всегда проходит «со скрипом». Композитная арматура не стала исключением. С одной стороны, появилось множество крупных и мелких производителей. С другой, все заводы работают по собственным техническим условиям и пытаются заманить покупателя хитрыми уловками. Рассмотрим наиболее распространенные мифы.

Миф: Наша продукция лучше, поскольку мы добавляем секретные компоненты (которые еще и придают нетипичный яркий цвет).

Факт: Пигментация не влияет на прочность, единственный ее плюс — эстетичность. Более того, неправильно подобранный пигмент может ухудшить эксплуатационные свойства. Все технические характеристики должны быть подтверждены документально в протоколах испытаний.

Миф: Чем чаще расположены обмоточные ребра, тем прочнее арматура.

Факт: Обмоточные ребра служат для увеличения сцепления с бетонным составом и никак не влияют на разрыв, прочность и сжатие арматуры. Единственное исключение — песчаное покрытие, равномерно распределяющее нагрузку по всей длине прута.

Миф: Стеклопластиковую арматуру можно сломать руками, о какой прочности может идти речь?

Факт: Арматура из композитных материалов работает на продольные, а не поперечные нагрузки.

К сожалению, ГОСТы на композитную арматуру пока отсутствуют. Поэтому выбирайте продукцию от проверенных производителей, требуйте у продавца сертификаты и протоколы испытаний, сравнивайте их с приведенными выше показателями и не ведитесь на заманчиво низкую стоимость.

Ольга Данюшкина, рмнт.ру

Категории

Выбор редакции