Композитна арматура. Види, вага і інші характеристики композитної арматури.

1. Що таке композитна арматура
2. полімерна арматура
3. пластикова арматура
4. Переваги композитної арматури
5. Недоліки композитної арматури.
6. Область застосування композитної арматури
7. Технологія виробництва композитної арматури
8. Порівняння технічних характеристик композитної і традиційної сталевої арматури
9. Особливості армування конструкцій композитної арматурою
10. Вибір і вартість композитної арматури

Незважаючи на те, що композитну арматуру позиціонують на ринку як новітній і високотехнологічний матеріал, перші досліди її застосування відомі з 70-х років минулого століття. В силу різних причин цей вид матеріалу не отримав в СРСР широкого застосування, хоча за кордоном він використовувався досить активно. Тому для Росії це досить новий матеріал. Вивчати переваги і недоліки, а так само експлуатаційні характеристики такого виду арматури будемо на підставі фактичних показників. Для початку розглянемо докладніше, що таке композитна арматура, вона ж пластикова арматура і вона ж полімерна арматура.

Що таке композитна арматура

Це арматура, матеріал якої є стрижні з волокон скла або базальту, просочені сполучною на полімерній основі. Зустрічаються так само варіанти виготовлення виробів з вуглецевих і арамідних волокон. Згідно застосовується при виготовленні матеріалу, такі арматурністрижні називають скло, базальто- або вуглепластиковим. Зовні визначити матеріал виготовлення досить легко: склопластикові арматура світла з жовтуватим відтінком, базальто- і вуглепластикові стрижні - чорні. Як і металева арматура, композитні стрижні мають періодичне перетин для забезпечення необхідних режимів роботи в складі армованої бетонної конструкції.

композитна арматура

Деякі виробники з метою візуально відрізнити арматуру різних діаметрів і для досягнення привабливого зовнішнього вигляду вводять до складу сировини кольорові пігменти.

Деякі виробники вказують, що кольорові прутки володіють поліпшеними технічними характеристиками. Це не відповідає дійсності. Пігменти, крім декоративного ефекту, жодним чином не впливає на якість або експлуатаційні показники арматури.

Композитна арматура може бути різних кольорів

Види композитної арматури

• Секлопластіковая (АСП) - проводиться шляхом змішування скловолокна термореактивними смолами, які виступають в ролі єднальної. Відмітна особливість цього виду - висока міцність при малій вазі;
• Базальтопластікових (АБП) - в ній як основу служить базальтове волокно, в якості сполучного - органічні смоли. Перевага виду - висока стійкість до впливу агресивних хімічних середовищ: лугів, кислот, газів і солей;
• Углепластиковая (АУП) - складається їх вуглеводневих волокон і через високу вартість не отримавши широкого попиту;

• Комбінована (АКК) - складається одночасно зі скловолокна і волокон базальту.

полімерна арматура

До складу композитної арматури в якості сполучного речовини входять різні полімери. Тому композитну арматуру також називають полімерної арматурою або полімерної композитної арматурою. Так як композитний матеріал є несучим а полімер служить лише для зв'язку композитних волокон, то більшого поширення набуло назву «композитна арматура».

пластикова арматура

Англомовні будівельники композитну арматуру позначають як FRP rebar - від англ. Fibre-reinforced plastic rebar. Звідси пішло позначення композитної арматури як пластикової. Іноді виникає плутанина, через те що склопластикову арматуру називають пластикової і навпаки. Насправді ж словосполучення «пластикова арматура» означає теж що і «композитна арматура».

Переваги композитної арматури

Композитна арматура стало широко вживаним терміном будівельний ринок, завдяки своїм видатним характеристикам і витісняє звичну металеву арматуру. Головні плюси композитної арматури:

• Стійкість до корозії, несприйнятливість до дії вологи і агресивних рідин значно підвищує довговічність конструкцій.
• Значна питома міцність (високий межа міцності по відношенню до щільності матеріалу), перевищує показники сталевої арматури класу А III в 10-15 разів.
• Низька теплопровідність. Дана властивість дозволяє уникнути появи містків холоду в масиві конструкції.
• Діелектричність підвищує електробезпека приміщень і дозволяє виключити перешкоди при проходженні радіохвиль.
• Порівняно невисока вартість.
• Зручність при транспортуванні на увазі малої маси. Композитну арматуру невеликих діаметрів можливо перевозити в бухтах.

Бухта композитної арматури легко поміщається в багажник легкового автомобіля

Недоліки композитної арматури.

Як і будь-який будівельний матеріал, поряд з незаперечними перевагами композитна арматура не позбавлена ​​і деяких недоліків, які необхідно враховувати при проектуванні армованих бетонних конструкцій. До мінусів композитної арматури відносять:

• Низький модуль пружності матеріалу. Даний параметр в порівнянні зі сталлю менше в 4 рази, що негативно позначається при роботі композитної арматури на розтяг.
• Крихкість і непластичною. Зміна форми стержня неможливо без нагріву, що створює труднощі при виготовленні монтажних петель і заставних деталей.
• Низька стійкість до впливу високих температур. На відміну від сталі, композитний матеріал втрачає свої властивості міцності вже при температурах порядку 150-300 градусів, в залежності від виду використовуваних у виробництві волокон (склопластик або базальтопластік).

Область застосування композитної арматури

Завдяки своїм експлуатаційним характеристикам композитну арматуру можливо застосовувати в широкому спектрі конструкцій будівлі і об'єктів інфраструктури, а так само при виконанні ремонтних робіт. Такий матеріал використовують:

• в конструкціях, що зазнають вплив агресивного середовища: фундаментах будівель, конструктивних елементах будівель хімічної і харчової промисловості, сільськогосподарських об'єктах;
• для зміцнення основ під будівельними конструкціями різного призначення;
• в малоповерховому приватному житловому будівництві;
• в дорожньому будівництві: як армування дорожнього полотна, при спорудженні та зміцненні укосів насипів, для зміцнення змішаних елементів дороги (наприклад, асфальтобетон - рейки), армування проїжджої частини прогонових будов (мостів);

• при ремонті залізобетонних конструкцій в разі неможливості влаштування шару розчину значної товщини;
• для виготовлення поперечних зв'язків в будівель із стінами, зведеними з різного виду матеріалів (газосиликатні блоки + цеглина, цегла + бетон і т.д.);
• для шаруватої кладки з дрібноштучних елементів з гнучкими зв'язками;

• конструкції житлових, цивільних і промислових будівель, при виготовленні яких не потрібно попереднє напруження арматури;
• в елементах конструкцій, в процесі експлуатації яких можлива електрохімічна корозія під впливом блукаючих струмів;
• в гірських виробках для зміцнення грунту при проходці тунелів.

Використання композитної арматури для шаруватої кладки дрібноштучних елементів. Завдяки своїй корозійної стійкості композитна арматура не схильна до агресивного впливу середовища на кордоні шарів. Метал в цьому випадку може іржавіти.

Технологія виробництва композитної арматури

З огляду на схожість процесу виготовлення найбільш популярних видів композитної арматури - скло і базальтопластикової, розглянемо для прикладу технологію виробництва склопластикових арматурних стержнів. Технологічний процес гранично автоматизований, протікає при мінімальній участі людини і включає в себе наступні етапи:

1. Підготовка сировини. На цьому етапі алюмоборосілікатное скло розплавляють в печах до стану тягучої маси, яку потім витягають в нитки товщиною близько 10-20 мікрон. Отримані нитки, попередньо обробивши складом на основі масла, збирають в більш товстий пучок, званий ровінгом.
2. За допомогою шпулярніка - спеціального механізму, що дозволяє подавати одночасно до 60 ниток ровінгу, склонитки подаються в механізм натягу.

1. Після вирівнювання напруги, нитки, розташовані в певному порядку, піддають термічній обробці гарячим повітрям для видалення вологи, масла і різного виду забруднень.
2. Очищений і скомпонований ровинг занурюють у ванну з розігрітими до рідкого стану сполучними смолами для ретельної просочення.
3. Просочені нитки направляються в фільєру - пристрій, за допомогою протягу через яке домагаються отримання стрижня потрібного діаметру. У разі виготовлення арматури зі спіральною обмоткою стрижень паралельно обмотують ниткою ровінгу заданої товщини.
4. Сформований стрижень потрапляє в тунельну піч для полімеризації сполучного складу.
5. Охолодження отриманої арматури проточною водою.
6. Залежно від діаметра отриманих виробів їх або змотують на спеціальному обладнанні в бухти, або ріжуть на батоги заданої довжини.

шпулярник - пристрій подачі волокон для з'єднання в одну нитку

Порівняння технічних характеристик композитної і традиційної сталевої арматури

Характеристика Сталева арматура класу АIII Композитна арматура Щільність, кг / куб.м 7850 1900 Відносне подовження,% 14 2,2 Межа міцності при розтягуванні, МПа 390 1100 Модуль пружності, МПа 200000 41000 випускається діаметр, мм 6 - 80

4 - 24 - вітчизняна

6 - 40 - імпортна

Равнопрочность заміна при навантаженні 25000 кг / кв.м Діаметр 8 А III, осередок 140х140 мм., Маса 5,5 кг / кв.м Діаметр 8 мм, осередок 230х230 мм., Маса 0,61 кг / кв.м Заміна діаметра арматури при рівних характеристиках міцності, мм.

8

10

12

14

16

18

20

4

6

8

10

12

14

16

Продукція, що випускається довжина, м. 6 - 12 6 - 12 або за замовленням

Особливості армування конструкцій композитної арматурою

Для майстра, який має досвід роботи зі звичайною арматурою, армування композитними матеріалами не доставить ніяких складнощів. Як і при роботі зі сталевими прутами, діаметр стрижнів і розмір осередків при укладанні композитної арматури визначається розрахунком виходячи з необхідної несучої здатності конструкції. Арматурні стержні в разі заливки монолітних конструкцій розміщуються в опалубці з певним кроком і пов'язуються між собою в'язальним дротом або звичайними електротехнічними пластиковими хомутами потрібної довжини. Останній варіант можливий завдяки невеликій масі прутків арматури.

Кріплення арматурної сітки хомутами Кріплення хомутом трьох прутків арматури

Слід врахувати, що при використанні для швидкого кріплення в'язального дроту знадобляться спеціальні пристосування - в'язальний гачок або автоматична в'язальний машинка. При використанні пластикових хомутів кріплення виробляється вручну.

Крім пластикових хомутів можливе використання металевих арматурних елементів, які мають таку ж назву - «хомути», але виконують функцію конструктивного елементу. Детальніше про ці елементи можна дізнатися в статті хомути з і для арматури .

Для з'єднання композитної арматури зручні у використанні спеціальні арматурні кліпси, які також роблять з пластика.

З'єднання арматурними кліпсами. Арматурні кліпси.

Сварка композитної арматури неможлива через діелектричних властивостей матеріалу, збірка сіток і каркасів здійснюється однаковим способом.

Розрахунок композитної арматури проводиться за тими ж принципами, що і для металевої. За тим лише винятком, що отримані при розрахунку металеві прутки замінюють прутами з композитної арматури іншого діаметру з аналогічними характеристиками міцності. Детально про розрахунок арматури для фундаменту Ви можете прочитати в статті: розрахунок армування фундаменту .

Для дистанціювання сіток при заливці підлог випускаються спеціальні пристосування, які можливо придбати на будь-якому будівельному ринку або магазині будматеріалів. Їх ще називають кріпленнями або фіксаторами для арматури. Детальніше про різні види фіксаторів і їх особливості Ви можете прочитати в спеціальній статті: фіксатори для арматури, види, характеристики, вимоги, сфери застосування .

Фіксатори для арматури дозволяють виставляти потрібну відстань між сітками арматури, стінками і підставою фундаменту

Вигин прутків такої арматури в умовах будівельного майданчика неможливий - стрижень або зламається під навантаженням або повернеться в початковий стан після зняття згинального зусилля. У разі необхідності отримання вигнутого елемента, його необхідно за своїми кресленнями замовляти у виробника, так як надати будь-яку форму стрижня можливо тільки на стадії його виготовлення.

Вигнута композитну арматуру отримують в процесі її виробництва.

Вибір і вартість композитної арматури

На ринку надана арматура двох видів: гладкого і періодичного перетину. При цьому гладка арматура має покриття, що містить в своєму складі пісок для кращого зчеплення з бетоном. Ризик використання гладкого прутка в тому, що в разі неякісного виготовлення шар піщаного покриття може відшаровуватися і ефективність такого армування конструкції буде зведена практично до нуля. Слід також взяти до уваги, що арматура з періодичним перетином сприймає навантаження і працює в складі конструкції краще, ніж гладка, тому для використання в відповідальних несучих елементах будівлі бажано зупинити свій вибір саме на цьому виді.

Вартість одного погонного метра арматури залежить від діаметра. В середньому композитна арматура діаметрів 4 мм коштує 5-10 рублів за погонний метр (п.м.);

6 мм. - 10-15 рублів за п.м .;

8 мм. - 15-20 рублів за п.м;

10 мм. - 20-25 рублів за п.м.

Крім того вартість арматурних прутків з композитних матеріалів безпосередньо залежить від виробника і місця розташування виробництва. Наприклад, вартість погонного метра арматури однакового перетину Обнінського заводу і виробника з Нижнього Новгорода різниться більш ніж на рубль, продукції я ж зарубіжних виробників буде ще дорожче. З першого погляду невелика різниця в ціні при підрахунку необхідних обсягів матеріалу може виявитися не такою вже і непомітною, адже для армування майданчика 10 х 10 м. Однієї арматурної сіткою з вічком 20 х 20 см. Знадобиться 1000 м арматури. При закупівлі же армуючого матеріалу на досить великий об'єкт різниця в сумі може стати вельми значною.

Використання композитної арматури в будівництві дозволяє ефективно заощаджувати кошти не тільки за рахунок низької вартості в порівнянні зі сталевими прутами. З огляду на свою низьку маси вона істотно знижує вагу конструкції, що в свою чергу дозволяє зменшити габаритні розміри фундаментів і інших несучих елементів, економлячи при цьому витрати на бетон.