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/м3 | 7,85 | 1,9 | 1,9 |
| Коррозийная стойкость | Ржавеет | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости | 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.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
