Что такое композитная арматура? Композитная арматура что такое
Что такое композитная арматура, как она производится и где применяется?
Изобретение композитной арматуры знатоки строительного дела относят к 60-м годам прошлого столетия. В этот период в США и в Советском Союзе были начаты активные исследования ее свойств.
Однако, несмотря на достаточно солидный возраст, данный материал до сих пор не знаком большинству застройщиков. Восполнить пробел знаний о стеклопластиковой арматуре, ее свойствах, достоинствах и недостатках вам поможет эта статья.
Попутно отметим, что материал этот весьма спорный. Производители хвалят его на все лады, а строители-практики относятся с недоверием. Простые граждане смотрят на тех и на других, не зная кому верить.
Что такое композитная арматура, как она производится и где применяется?
Коротко структуру композитной арматуры можно охарактеризовать как «волокно в пластике». Ее основа – стойкие к разрыву нити из углерода, стекла или базальта. Жесткость композитному стержню придает эпоксидная смола, обволакивающая волокна.
Для лучшего сцепления с бетоном на прутья наматывается тонкий шнур. Он сделан из того же самого материала, что и основной стержень. Шнур создает винтовой рельеф, как у стальной. Твердение эпоксидной смолы происходит в сушильной камере. На выходе из нее композитную арматуру немного вытягивают и нарезают. Некоторые производители до момента твердения полимера обсыпают пластиковые стержни песком для улучшения сцепления с бетоном гладких участков.
Область применения стеклопластиковой арматуры нельзя назвать очень широкой. Ее используют в качестве гибких связей между облицовкой фасада и несущей стеной, а также укладывают в дорожные плиты и опалубку резервуаров. В каркасах, усиливающих ленточные фундаменты и бетонные полы, пластиковую арматуру применяют не так часто.
Ставить композитные стержни в плиты перекрытия, перемычки и другие конструкции, работающие на растяжение, не рекомендуется. Причина – повышенная гибкость данного материала.
Физические свойства композитной арматуры
Модуль упругости у полимерного композита существенно ниже, чем у стали (от 60 до 130 против 200 ГПа). Это значит, что там, где металл вступает в работу, предохраняя бетон от образования трещин, пластик еще продолжает сгибаться. Прочность на разрыв у стеклопластикового стержня в 2,5 раза выше, чем у стального.
Основные прочностные параметры композитной арматуры содержатся в таблице №4 ГОСТ 31938-2012
Здесь мы видим основные классы композитного материала: АСК (стеклопластиковая композитная), АБК (базальтовое волокно), АУК (углеродная), ААК (арамидокомпозитная) и АКК (комбинированная – стекло + базальт).
Наименее прочная, но самая дешевая — арматура из стекловолокна и базальтовый композит. Самый надежный и вместе с тем самый дорогой материал делают на основе углеродного волокна (АУК).
К прочностным свойствам материала мы еще вернемся, когда будем сравнивать его с металлом.
А пока рассмотрим другие характеристики данного материала:
- К положительным качествам композита относится его химическая инертность. Он не боится коррозии и воздействия агрессивных веществ (щелочной среды бетона, морской воды, дорожных химреагентов и кислот).
- Вес пластиковой арматуры в 3-4 раза меньше, чем стальной. Это дает экономию при транспортировке.
- Низкая теплопроводность материала улучшает энергосберегающие характеристики конструкции (нет мостиков холода).
- Композитная арматура не проводит электричества. В конструкциях, где она используется, не возникает коротких замыканий электропроводки и блуждающих токов.
- Композитный пластик магнитноинертен и радиопрозрачен. Это позволяет использовать его в строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.
Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стройке не согнешь
Недостатки композитной арматуры:
- Невозможность гибки с малым радиусом в условиях стройки. Гнутый стержень нужно заранее заказывать у производителя.
- Невозможность сваривать каркас (минус относительный, поскольку даже для стальной арматуры лучший способ соединения – вязка, а не сварка).
- Низкая термостойкость. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается. Стекловолокно не боится высокой температуры, но связующий ее пластик теряет прочность при нагреве выше +200 С.
- Старение. Общий минус всех полимеров. Неметаллическая арматура не исключение. Ее производители завышают срок эксплуатации до 80-100 лет.
Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволокой – единственный возможный метод сборки каркаса
Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая?
Один из главных аргументов, приводимых в пользу стеклопластиковой при сравнении с металлической арматурой, – более низкая цена. Однако, заглянув в ценники металлобаз, вы увидите, что это не так. Стоимость металла в среднем на 20-25% ниже композита.
Причина путаницы состоит в том, что продавцы пластика берут в расчет так называемый «эквивалент» диаметра. Логика здесь такая: неметаллическая арматура на разрыв прочнее строительной стали. Поэтому полимерный стержень меньшего диаметра выдержит такую же нагрузку, как и более толстая стальная арматура. На основании этого делается вывод: для армирования конструкции пластика нужно меньше, чем металла. Отсюда и появляется более «низкая» цена.
Для аргументированного сравнения композита с металлом необходим нормативный документ. Сегодня такое руководство уже имеется. Это приложение «Л» к приказу Минстроя России № 493/пр от 08.07. 2016 г.
В пункте Л.2.3. малопонятном для рядовых застройщиков, но весьма интересном для профессионалов содержатся два понижающих коэффициента для всех видов композитной арматуры.
Для примера рассмотрим самую распространенную стеклопластиковую (АСК):
- При действии продолжительной нагрузки предел ее прочности на растяжение должен умножаться на 0,3. То есть, вместо 800 МПа мы получаем 240 МПа (800х0,3=240).
- Если конструкция работает на открытом воздухе, то полученный результат нужно умножить еще на 0,7 (240 МПа х 0,7 = 168 МПа).
Таблица с понижающим коэффициентом для композитной арматуры
Таблица с коэффициентами, учитывающими условия эксплуатации
Далее, как требует норматив, полученные 168 МПа нужно разделить на коэффициент надежности (запас прочности), равный 1,5. В итоге мы получим 112 МПа.
Теперь можно корректно сравнивать прочность пластиковой арматуры с металлической. Для примера возьмем строительную сталь марки А500. У нее предельное сопротивление растяжению с учетом запаса прочности составляет 378 МПа. У стеклопластикового композита мы получили всего 112 МПа.
Наше маленькое исследование наглядно иллюстрирует таблица реальной, а не теоретической равнопрочной замены стальной арматуры на композитную. Ей можно пользоваться при выборе и покупке.
Просмотрев данную таблицу, нетрудно заметить, что пластика для равноценной замены металла требуется не меньше, а больше металла. Только самый дорогой углеродоволоконный материал (АУК) превосходит сталь равного с ним диаметра.
Сортамент и цена композитной арматуры
Самая востребованная на стройке – арматура из стеклопластикового композита. Ее сортамент и средние цены мы свели в одну таблицу.
О том, сколько весит пластиковая арматура разных диаметров вы можете получить информацию из таблицы ниже.
Продают материал в бухтах по 200, 100 и 50 метров и в виде стержней любой длины.
Выводы и рекомендации
Принимая во внимание ценовой фактор (равнопрочный со сталью композит обойдется дороже) мы не можем рекомендовать композитную арматуру для повсеместного применения в частном строительстве.
Для армирования ригелей, плит перекрытия, несущих балок, колонн и диафрагм жесткости специалисты настойчиво советуют не ставить ее. Как конструктивную такую арматуру использовать можно. Для армирования плитных фундаментов она может использоваться.
Плитный фундамент с каркасом из стеклопластиковой арматуры
Для усиления свайных ростверков и ленточных фундаментов лучше купить стальные прутья.
nobest.ru
Что такое композитная арматура - Kratir
Композитная арматура — это строительная арматура на основе неметаллических волокон, связанных композитным составом. Для изготовления арматуры обычно используется стекловолокно, базальтоволокно, углеволокно и т.д. 
Отсюда произошли такие названия как «стеклопластиковая арматура» и «базальтопластиковая арматура». Из этих двух видов вторая по некоторым своим свойствам незначительно превосходит первую, но при этом она значительно дороже. По этой причине максимальное распространение в мире получила именно стеклопластиковая арматура.
Физическое тело композитной арматуры условно состоит из двух частей:
- Основной ствол, задающий основные прочностные характеристики арматуры, который обычно представляет собой пучок параллельных волокон, связанных композитным связующим на основе эпоксидных, полиэфирных смол;
- Внешний слой, отвечающий за свойства сцепления с бетоном, как правило, представляет собой однонаправленную навивку волокон по спирали (напоминает стальную арматуру периодического профиля).
Также этот слой имеет такие распространённые у различных производителей вариации, как двунаправленная навивка волокон, либо песчаное напыление. Фактически, модель физического тела арматуры может иметь огромное количество вариаций, число которых ограничивается лишь фантазией производителя и экономическими соображениями.
Так, например, есть разработки арматуры, у которой основной ствол представляет собой заплетённую косичку из базальтоволокна и углеволокна, скреплённую композитом, а внешний слой представляет собой двунаправленную навивку базальтоволокон, которые не просто перекручены, а сплетены в косичку, как и основной ствол арматуры.
Такая конструкция обладает намного большим относительным удлинением, чем композитная арматура, тело которой представляет собой пучок параллельных волокон.
Когда появилась композитная арматура?
Сейчас тяжело установить, в какой стране придумали композитную арматуру. Исследования по созданию и изучению свойств высокопрочной неметаллической арматуры, способов её применения были начаты и в СССР, и в США в 60-х годах прошлого века.
Начиная с 70-х годов, в СССР, ФРГ, США, Канаде, Великобритании и Японии построено довольно большое количество гражданских и промышленных объектов с использованием различной композитной арматуры.
В чём преимущества композитной арматуры?
Композитная арматура не коррозирует, она устойчива к агрессивным средам. Относится к материалам первой группы химической стойкости, в том числе, к щелочной среде бетона. Строители знают, что слой коррозии, наращиваясь на традиционной стальной арматуре, может современем увеличить её диаметр в 8 раз, что приводит к появлению трещин и даже разрыву бетонной конструкции, также смотрите где купить композитная арматура по выгодной цене.
Композитная арматура имеет примерно в 2,5-3 раза большую прочность на разрыв, чем стальная при равном диаметре. По этой причине введено понятие «равнопрочностной замены», при которой стальная арматура заменяется на композитную с меньшим диаметром, но с той же прочностью на разрыв.
Композитная арматура в 5 раз легче стальной при равном диаметре и в 11 раз легче при равнопрочностном диаметре. Это позволяет экономить на транспортировке, уменьшает вес конечной бетонной конструкции. Композитная арматура значительно дешевле стальной при равнопрочностной замене.
Такая арматура имеет коэффициент температурного расширения, который практически идентичен коэффициенту температурного расширения бетона.
Композитная арматура имеет низкую теплопроводность и не является мостиком холода. Например, у стеклопластикового композита теплопроводность 0,48 Вт/м•К, а у металла в среднем — 56 Вт/м•К. Таким образом, стеклопластик в 100 раз менее теплопроводен, чем металл.
Являясь диэлектриком, композитная арматура (за исключением углепластиковой) радиопрозрачна и магнитоинертна.Не теряет прочность под воздействием низких температур. Диапазон температур эксплуатации от -70 °С до +100 °С.
kratir.ru
| Xарактеристики | Металлическая арматура класса A-III (А400) ГОСТ 5781-82 | АКП-СП — Неметаллическая композитная арматура стеклопластиковая | АКП-БП — Неметаллическая композитная арматура базальтопластиковая |
| Материал | Сталь 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс | Стеклянные волокна диаметром 13–16 микрон, связанные полимером | Базальтовые волокна диаметром 10–16 микрон, связанные полимером |
| Временное сопротивление при растяжении, МПа | 390 | 1200 | 1300 |
| Модуль упругости, МПа | 200 000 | 55 000 | 71 000 |
| Относительное удлинение, % | 25 | 2,2 | 2,2 |
| Характер поведения под нагрузкой (зависимость «напряжение-деформация») | Кривая линия с площадкой текучести под нагрузкой | Прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения | Прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения |
| Коэффициент линейного расширения αx*10-6/°C-1 | 13-15 | 9-12 | 9-12 |
| Плотность, т/м3 | 7 | 1,9 | 1,9 |
| Коррозионная стойкость к агрессивным средам | Корродирует с выделением продуктов ржавчины | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона |
| Теплопроводность | Теплопроводна | Нетеплопроводна | Нетеплопроводна |
| Электропроводность | Электропроводна | Неэлектропроводна — диэлектрик | Неэлектропроводна — диэлектрик |
| Длина | Стержни длиной 6, 12 м.п. | Любая длина по требованию заказчика | Любая длина по требованию заказчика |
| Экологичность | Экологична | Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ | Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ |
| Долговечность | По строительным нормам | Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет | Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет |
| Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м2 | При использовании арматуры 8-А-III размер ячейки 14х14 см. Вес 5,5 кг/м2 | При использовании арматуры АКП-СП-8 размер ячейки 23х23 см. Вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз | При использовании арматуры АКП-СП-8 размер ячейки 23х23 см. Вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз |
| Замена арматуры по физико-механическим свойствам | 6-A-III8-A-III10-A-III12-A-III14-A-III16-A-III18-A-III20-A-III22-A-III | АКП-СП-4ммАКП-СП-4ммАКП-СП-6ммАКП-СП-8ммАКП-СП-10ммАКП-СП-12ммАКП-СП-14ммАКП-СП-16ммАКП-СП-18мм | АКП-СП-4ммАКП-СП-4ммАКП-СП-6ммАКП-СП-8ммАКП-СП-10ммАКП-СП-12ммАКП-СП-14ммАКП-СП-16ммАКП-СП-18мм |
| Экономика | В настоящее время отмечено увеличение стоимости металла за последние 6 месяцев в среднем на 67% | Финансовая экономия от замены металлической арматуры на равнопрочную композитную арматуру составляет 45%, из них 20-30% — экономия на стоимости самой арматуры, 15-25% — сопутствующая экономия на транспортировке, погрузочно/разгрузочных работах и т.д. Динамика роста цен составляет 2-4% в год | Финансовая экономия от замены металлической арматуры на равнопрочную композитную арматуру составляет 45%, из них 20-30% — экономия на стоимости самой арматуры, 15-25% — сопутствующая экономия на транспортировке, погрузочно/разгрузочных работах и т.д. Динамика роста цен составляет 2-4% в год |
kompozitarmatura.nethouse.ru
| ||
yamalarmatura.nethouse.ru
| Xарактеристики | Металлическая арматура класса A-III (А400) ГОСТ 5781-82 | АКП-СП — Неметаллическая композитная арматура стеклопластиковая | АКП-БП — Неметаллическая композитная арматура базальтопластиковая |
| Материал | Сталь 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс | Стеклянные волокна диаметром 13–16 микрон, связанные полимером | Базальтовые волокна диаметром 10–16 микрон, связанные полимером |
| Временное сопротивление при растяжении, МПа | 390 | 1200 | 1300 |
| Модуль упругости, МПа | 200 000 | 55 000 | 71 000 |
| Относительное удлинение, % | 25 | 2,2 | 2,2 |
| Характер поведения под нагрузкой (зависимость «напряжение-деформация») | Кривая линия с площадкой текучести под нагрузкой | Прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения | Прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения |
| Коэффициент линейного расширения αx*10-6/°C-1 | 13-15 | 9-12 | 9-12 |
| Плотность, т/м3 | 7 | 1,9 | 1,9 |
| Коррозионная стойкость к агрессивным средам | Корродирует с выделением продуктов ржавчины | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона |
| Теплопроводность | Теплопроводна | Нетеплопроводна | Нетеплопроводна |
| Электропроводность | Электропроводна | Неэлектропроводна — диэлектрик | Неэлектропроводна — диэлектрик |
| Длина | Стержни длиной 6, 12 м.п. | Любая длина по требованию заказчика | Любая длина по требованию заказчика |
| Экологичность | Экологична | Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ | Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ |
| Долговечность | По строительным нормам | Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет | Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет |
| Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м2 | При использовании арматуры 8-А-III размер ячейки 14х14 см. Вес 5,5 кг/м2 | При использовании арматуры АКП-СП-8 размер ячейки 23х23 см. Вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз | При использовании арматуры АКП-СП-8 размер ячейки 23х23 см. Вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз |
| Замена арматуры по физико-механическим свойствам | 6-A-III8-A-III10-A-III12-A-III14-A-III16-A-III18-A-III20-A-III22-A-III | АКП-СП-4ммАКП-СП-4ммАКП-СП-6ммАКП-СП-8ммАКП-СП-10ммАКП-СП-12ммАКП-СП-14ммАКП-СП-16ммАКП-СП-18мм | АКП-СП-4ммАКП-СП-4ммАКП-СП-6ммАКП-СП-8ммАКП-СП-10ммАКП-СП-12ммАКП-СП-14ммАКП-СП-16ммАКП-СП-18мм |
| Экономика | В настоящее время отмечено увеличение стоимости металла за последние 6 месяцев в среднем на 67% | Финансовая экономия от замены металлической арматуры на равнопрочную композитную арматуру составляет 45%, из них 20-30% — экономия на стоимости самой арматуры, 15-25% — сопутствующая экономия на транспортировке, погрузочно/разгрузочных работах и т.д. Динамика роста цен составляет 2-4% в год | Финансовая экономия от замены металлической арматуры на равнопрочную композитную арматуру составляет 45%, из них 20-30% — экономия на стоимости самой арматуры, 15-25% — сопутствующая экономия на транспортировке, погрузочно/разгрузочных работах и т.д. Динамика роста цен составляет 2-4% в год |
polimerstroy.nethouse.ru
