Достоинства и недостатки композитной арматуры

Железобетонные конструкции традиционно укрепляются металлическим прутом, но все популярнее становится альтернативный вариант – стеклопластиковая арматура. Она заменяет сталь благодаря высоким эксплуатационным и техническим характеристикам. Растущая популярность пластиковой арматуры объясняется и невысокой ценой по сравнению с металлическими аналогами.

Что такое стеклопластиковая арматура

Стеклопластиковая арматура для фундамента производится на базе композитных материалов и продается в виде продольных стержней толщиной 4-18 мм. Их поверхность покрыта насечками или навивкой.

Для изготовления таких конструкций применяются два компонента:

  1. Волокна из разного неорганического сырья.
  2. Полимерные добавки с термопластичной или термореактивной структурой.

Прочную основу для стержней производят из вяжущих элементов, которые придают конечной продукции требуемые прочностные свойства.

Что такое стеклопластиковая арматура

Сферы эксплуатации изделий из стеклопластика достаточно обширные. Возведение фундаментов под постройки жилого и промышленного назначения — одна из них. С помощью такой арматуры можно придать основанию дополнительную прочность и надежность.

В зависимости от применяемых в процессе производства материалов, выделяют следующие виды композитной арматуры:

  1. Стеклопластиковая.
  2. Базальтокомпозитная.
  3. Арамидокомпозитная.
  4. Углекомпозитная.

Существуют комбинированные варианты, в составе которых присутствуют разные компоненты. Наибольшим спросом пользуется стеклопластиковая разновидность, которая напоминает по структуре дерево. По длине стержня расположены волокна, способствующие образованию единой основы.

Характеристики стеклопластиковой арматуры

Стеклопластиком называется вид композиционного материала из термопластичного полимера, наполненного волокнами стекла или кварца. Основными преимуществами являются:

  • малый удельный вес;
  • высокая коррозионная стойкость;
  • прочность на разрыв, не уступающая стали.

До недавних пор стеклопластики использовались преимущественно в космической и авиационной технике, но теперь, когда создана технология пултрузии (формирование неметаллической рельефной арматуры методом протяжки), появилась возможность и для широкого применения в строительстве.

Бетонный цоколь по монолитной плите

  • Существуют различные вариации композитов, в том числе и комбинированных, но одним из самых доступных является стеклопластик. По сравнению с металлом он дороже, это если сравнивать цену за тонну. Но учитывая малый вес, погонных метров композитной арматуры в этой тонне (если сравнивать одинаковые диаметры) будет в пять раз больше. А значит, и по цене выгоднее.
  • Как и стальная, арматура из стеклопластика предлагается в виде тонких и толстых стержней, стержневых карт и кладочных сеток. Для подбора арматуры по диаметру производятся такие же расчёты, как и для стальной, но всегда получается, что диаметр СПА может быть на одну ступень ниже. То есть, вместо металлической арматуры АIIID12 можно использовать стеклопластиковые стержни диаметром 10 мм – и вот почему.
  • Модуль упругости, это усилие, которое надо приложить, чтобы растянуть материал на определённое расстояние. У композитной арматуры модуль ниже почти в 5 раз, чем у стальных стержней. Но величина эта постоянна, тогда как у стали она зависит от нагрузок и температуры окружающей среды.
  • Есть ещё такой показатель, как предел прочности. Это предельная нагрузка, после которой материал полностью разрушается. У стальной арматуры он равен 400 Мпа, а вот у композиционной – не менее 1200 Мпа. У самого бетона эти цифры несопоставимо меньше, поэтому при пиковых нагрузках он разрушается первым, после чего в работу включается предел прочности арматуры.
  • Чем он выше, тем большую нагрузку сможет выдержать тот же фундамент. Выходит, что конструкция, армированная стеклопластиком, будет держаться в три раза дольше. Но учитывая большую эластичность стеклополимерного композита, конструкция при этом существенно провиснет, из-за чего бетон будет сильнее растрескиваться.
  • Чтобы найти золотую серединку, расчёт арматуры для фундамента должен производиться специалистом. При условии правильного подбора диаметров и шага элементов каркаса, стеклопластик может служить гораздо дольше из-за отсутствия коррозии.
Характеристики стеклопластиковой арматуры

В случае с фундаментами способность стеклопластика к более сильному прогибу особого значения не имеет, так как лента или плита всей площадью опирается на грунт. Это не то, что плита перекрытия или балка, которая имеет всего две точки опоры. Фундамент должен продемонстрировать высокую прочность, а с этим у армированной стеклопластиком фундаментной конструкции проблем точно не будет.

Читайте также:  Дуплексы: плюсы, минусы и уникальные особенности

Стеклопластик и сталь – сравнение характеристик

Главным конкурентом стеклопластиковой арматуры является стальная, поэтому именно с ней и надо сравнивать технические характеристики:

Характеристика арматуры Ед. изм. Стеклопластик Металл
Максимальная прочность на разрыв (чем больше, тем лучше) МПа 1600 690
Модуль упругости (чем больше, тем лучше) МПа 56000 200000
Относительное удлинение (чем меньше, тем лучше) % 2,2 25
Коэффициент теплопроводности (чем меньше, тем лучше) Вт/м*С 0,35 46
Коррозионная устойчивость Не подвержен коррозии Подвержен коррозии
Коэффициент теплового расширения (чем меньше, тем лучше) 10-6 С продольно 8-10 11,7
Коэффициент теплового расширения (чем меньше, тем лучше) 10-6 С поперечно 22 11,7
Устойчивость к излому Низкая Высокая
Электропроводность Диэлектрик Проводник
Оптимальное восприятие температур Градус Цельсия -60…..+90 -200…..+750
Способы вязки арматуры Хомуты, вязальная проволока, фиксаторы Сварка, вязальная проволока
Возможность изготовления гнутых элементов в условиях стройки нет есть
Способность пропускать электромагнитные волны Да Нет
Экологичность Малый процент токсичности Нетоксичен

Использование композитных материалов для армирования мостовых настильных плит

Одним из основных факторов, подтверждающих высокие параметры прочности и надежности композитной арматуры, является ее широкое применение в строительных сферах, противостоящим постоянным серьезным нагрузкам (мосты, конструкции береговой линии, дороги).

Использование композитных материалов для армирования мостовых настильных плит

Это связано с тем, что такой материал обладает прекрасными параметрами стойкости к сейсмологической активности земли. Экспериментально было доказано, что стеклопластиковая арматура не теряет свои основные технические характеристики даже при 10 балльном землетрясении, что делает ее лучшим выбором для армирования бетонных мостовых настильных плит.

Кроме того, нельзя не отметить, что пластик в отличие от металла не подвержен коррозии, что является немаловажным фактором при строительстве мостов, постоянно контактирующих с водой и влажной средой.

Использование композитных материалов для армирования мостовых настильных плит

Арматура композитная или стальная ,на чьей ты стороне? Все плюсы и минусы

Сегодня, кроме металлической арматуры существует еще и композитная. Поэтому у частных застройщиков появляется вопрос: Какая арматура лучше — металлическая или стеклопластиковая?

Читайте также:  Стиль фьюжн в интерьере, или как сочетать несочетаемое

В этой статье попробуем в этом разобраться и проведем сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры.

Стеклопластиковая арматура

По отношению к этому материалу есть стереотипы: пластик — значит хрупкий, горит и т.д. Однако если знать где она применяется, то мнение кардинально меняется. 

Достоинства стеклопластиковой арматуры

Одним из преимуществ читается — небольшой вес. Ее вес в пять раз меньше по сравнению с классической арматурой из металла. Отсюда вытекает еще несколько плюсов, а именно: с ней становится легче не только работать, но и доставлять на площадку. Эта арматура выпускается в бухтах, поэтому для транспортировки не потребуется нанимать длинномер.

Не проводит электроток и не создает электромагнитных помех. Благодаря таким качествам стала широко применяться при обустройстве и реконструкции коммуникаций аэропортов и больниц.

Можно использовать в агрессивной среде: морская вода, щелочь, кислота. Устойчива к морозам, не теряет свойства даже при температуре минус 40º С.

Остальные достоинства:

  • доступна любая длина стержня;
  • высокая прочность на разрыв;
  • не подвержена коррозии.

Недостатки

Арматура композитная или стальная ,на чьей ты стороне? Все плюсы и минусы

Несмотря на все свои плюсы, этот материал имеет и минусы. Из недостатков можно выделить:

Прут из стеклопластика изогнуть не получится. Если при строительстве есть необходимость в фигурном армировании лучше выбирать стальную арматуру.

Нельзя сваривать. Хотя лучший способ соединения считается связывание прутов арматуры, все же иногда возникает необходимость в электросварке;

Низкий показатель термостойкости. Стеклопластик выдерживает температуру до плюс 100º С, при температуре выше он начинает плавиться. Поэтому после пожара конструкция здания будет ненадежной.

Металлическая арматура

  • Классическая арматура из металла проверенна временем и в некоторых случаях просто незаменима. Сфера применения широка, вот только несколько пунктов где без нее не обойтись:
  • Конструкции из железобетона — не смотря на достоинства пластиковой арматуры, при армировании бетона используется металлическая, а стеклопластик играет вспомогательную роль;
  • Используется при строительстве конструкций гражданского и промышленного назначения, изготовление тяжелого бетона и монолитного фундамента также не обходится без нее;
Читайте также:  Картины для настроения. Что такое цветотерапия и чем она полезна

Преимущества металлической арматуры

  • Высокая прочность;
  • Упругая, выдерживает высокие нагрузки на изгиб;
  • Прут можно согнуть как угодно;
  • Устойчива к внешнему воздействию.

Недостатки

  • Основной недостаток — подверженность коррозии;
  • Еще один значительный минус — большой вес;
  • Длина прута фиксирована и не превышает 11,7 м.

Всё таки инженеры проектировщики не доверяют композитной арматуре!Нам не приходилось встречаться с применением стеклопластиковой арматуры в строительстве зданий 2-ух и более этажей!

Плюсы композитной арматуры

Все потребители отмечают сравнительно легких вес материала. В среднем на один погонный метр приходится всего 0,07 кг. Стеклопластиковая арматура в 5 раз легче металлической. Эта особенность упрощает транспортировку материала, его укладку. При монтаже достаточно использования вязальной проволоки или пластиковых хомутов, чтобы получить прочную конструкцию.

При строительстве медицинских центров, лабораторий, испытательных комплексов все чаще используется именно композитная арматура благодаря ее диэлектрическим свойствам. Она инертна к:

  • электричеству;
  • магнитному полю;
  • радиоволнам.

Химическая устойчивость материала позволяет успешно использовать его в районах с повышенной щелочностью и кислотностью почв. При этом фундамент сохраняет свои свойства даже после частичного повреждения бетона. Стеклопластиковая арматура устойчива к действию кислот и щелочей, к которым относят морскую воду, растворители, битум, бетонное молочко. При этом наблюдается и высокая коррозионная устойчивость. Термореактивные смолы не вступают в реакцию с водой, поэтому композитная арматура не подвержена окислению.

Возможность расслоения бетона из-за резких перепадов температур при использовании композитной арматуры сведена к минимуму. Это объясняется близким значением индекса температурного расширения для стеклокомпозита и бетона.

Недостатки

В числе главных минусов композитных армирующих материалов специалисты называют:

  • низкую предельную температуру использования, не превышающую 60-70°C;
  • слабую механическую устойчивость при поперечных нагрузках;
  • невозможность сгиба с малым углом закругления и необходимость использования специальных элементов.

Следует отметить отсутствие нормативной базы на применение полимеров для армирования бетона и, зачастую, недостоверные технические данные от изготовителя материала. Это затрудняет проведение расчетов и вынуждает собирать конструкции с запасом прочности.