Композитная арматура является достаточно молодым материалом, который стал доступен на строительном рынке не так давно. Однако благодаря большому количеству преимуществ она завоевала широкую популярность. Многие производители утверждают, что такие изделия способны полностью заменить стальную арматуру. Однако не всегда ее применение обосновано. Стоит подробнее познакомиться как с преимуществами, так и с недостатками композита. Это позволит выбрать материал, который прослужит много десятилетий.

Арматура композитная– это стержень, выполненный из стеклопластика. Вокруг него обмотана нить из углепластика. За счет ее использования обеспечивается не только прочность изделия, но и надежное сцепление с бетоном. Такие изделия обладают как рядом плюсов, так и определенными минусами. По этой причине использовать ее можно не всегда.

Крепление углепластиковых прутиков осуществляется специальными хомутами. Для скрепления нет необходимости использовать сварку. Это является ее существенным преимуществом.

Для каждой ситуации стоит рассмотреть особенности использования таких изделий. Применение этого подхода позволит обеспечить надежность и эффективность крепления различных конструкций.

При недостаточном учете характеристик изделия и без сравнения их с металлической арматурой можно существенно навредить строительной конструкции, если использовать композитные материалы. По этой причине еще до того, как использовать композитные изделия, стоит узнать, в каких случаях их применение окажется целесообразным.

Важно! Также стоит обратить внимание на физико-механические свойства композитных изделий.

Основные преимущества

Композитная арматура отличается целым рядом положительных качеств. Среди ее основных преимуществ выделяют:

Также у материала имеется и немало недостатков, которые стоит рассмотреть подробнее.

Основные недостатки

Перед приобретением арматуры из стеклопластика следует узнать обо всех ее характеристиках, а также об основных минусах. К недостаткам материала относят:

• Она не переносится высоких температур. Однако и случай, при котором она может нагреться до 200 градусов внутри бетонной конструкции, представить достаточно сложно.
• Высокая цена. Однако этот недостаток перекрывается возможностью использования изделий из углепластика меньшего диаметра, чем изделий из металла.
• Композитная арматура обладает плохой сгибаемостью. Такое свойство накладывает определенные ограничения при ее использовании для укрепления бетонной конструкции. Однако гнутые участки можно армировать и стальными прутьями.
• Такие изделия плохо справляются с нагрузками на излом. Это обстоятельство для большинства бетонных конструкций является критичным.
• Если сравнивать с металлической арматурой, стеклопластиковые изделия отличаются меньшей жесткостью. Этот недостаток не позволяет переносить большие вибрационные нагрузки, которые появляются при заливке бетона с использованием автомобильного миксера. Когда используется такая техника, бетонная конструкция подвергается большим нагрузкам. В связи с этим возможны дефекты конструкции.

Если рассматривать недостатки углепластиковой арматуры, нельзя сказать о безусловном преимуществе одного материала над другим. В любом случае при выборе композитных изделий стоит быть осторожным, учитывать его плюсы и минусы, а также условия применения в конкретной ситуации.

Важно! Поскольку композитный материал не обладает достаточной прочностью на изгиб, он не подходит для вязания при укладке стальных прутьев. Для этого лучше использовать пластиковые хомуты.

Сферы применения

Арматура, которая изготавливается из различных композитов, нашла применение как в частном, так и в капитальном строительстве. Правила ее укладки можно изучить самостоятельно по инструкции производителя. Поскольку в особенностях использования композитных изделий в капитальном строительстве смысла нет, стоит заострить внимание на возведении бетонных оснований для частных домов.

Основные сферы использования изделий из стеклопластика:

Если обобщать вышеописанное, стоит заметить, что стеклопластиковую арматуру можно эффективно использовать в большинстве случаев. Однако при этом стоит учитывать недостатки материала и связанные с ними ограничения эксплуатации. Часто они оговариваются производителем.

Важно! Вязка композитной арматуры осуществляется с использованием пластиковых хомутов.

Может ли стеклопластиковая арматура заменить металлическую

Стеклопластиковые изделия появилась на строительном рынке относительно недавно. Однако на тему ее использования создано немало видео и текстовых материалов. Если учесть приведенные выше рекомендации, можно утверждать, что использовать стеклопластиковые изделия можно при укреплении стен или для соединения несущих конструкций с перегородками.

Основное преимущество стеклопластиковой арматуры – на ней не появляется ржавчина. Кроме того, при ее использовании не появляется мостиков холода, чего не скажешь о прутьях из металла. Применение такого материала обосновано в тех случаях, когда сооружаемая постройка не будет слишком тяжелой. Также необходимо использовать ее только при постройке дома на устойчивом грунте.

Длительной практикой успешность применения такого материала еще не подтверждена. Отзывов о нем пока недостаточно, чтобы сделать правильный вывод. По этой причине каждый застройщик в определенном смысле рискует, используя композитную арматуру. Если планируется возводить строение, к которому предъявляются высокие требования прочности и устойчивости, следует выбирать арматуру из металла.

Выводы

При выборе композитной арматуры для усиления бетонных конструкций стоит учесть ее основные плюсы и минусы. Так, материал отличается легкостью, удобством транспортировки и достаточно хорошими показателями прочности. Однако он не выдерживается больших нагрузок на излом. По этой причине для зданий, к которым предъявляются высокие требования в плане прочности и устойчивости, следует выбирать традиционные металлические прутья.

Состоит такой композит из стеклопластикового шнура, обмотанного нитью из углепластика. За счет использования последней увеличивается сцепляемость с бетоном. Если планируется построить легкую конструкцию, можно использовать композит. Обычно композитную арматуру применяют в строительстве малоэтажных домов. Используется стеклопластиковая арматура как для ленточных, так и для плитных оснований.

При использовании стеклопластика лучше посоветоваться с опытными строителями. Особенно важно заручиться их помощью при составлении проекта сооружения.

• Композитная доска для террасы
• Сколько клееного бруса надо на дом
• Сколько в кубе бруса
• ФБС блоки: размеры, ГОСТ

В строительстве, как и в других отраслях, все чаще прибегают к использованию в производстве товаров и услуг новейших технологий и инновационных подходов. Стеклопластиковая арматура - пример такого альтернативного решения. Она достаточно быстро заменила традиционные металлические детали, обогнав их по экономическим и техническим параметрам. Из данной статьи вы узнаете, что такое арматура стеклопластиковая. Характеристики данного материала будут представлены в сравнении с другими.

Стеклопластикая арматура - что это?

Армирующее средство, или неметаллическая стеклопластиковая арматура, представляет собой некий стержень с ребристой поверхностью из стеклянных волокон. Его профиль спиралеообразен, а диаметр варьируется от 4 до 18 мм. Длина арматуры может доходить до 12 метров. Иногда она встречается в виде скрученных бухт, диаметр такого строительного материала составляет 10 мм.

За рубежом стеклопластиковая арматура, применение которой столь же широко, как и у нас, называется полимерным оборудованием. Оно упрочнено непрерывным волокном. В России чаще можно встретить аббревиатуру АКС.

Из чего состоит стеклопластикая арматура?

Физическое тело АКС состоит из нескольких частей:

1. Основной ствол. Он сделан из параллельных волокон, которые соединены полимерной смолой. Основной ствол обеспечивает прочность арматуры.

2. Внешний слой - представляет собой волокнистое тело. Его накручивают по спирали вокруг ствола АКС. Встречается в виде песчаного напыления или двунаправленной навивки.

Существуют различные вариации стеклопластика, все зависит от фантазии производителя и целесообразности ноу-хау. В продаже можно встретить арматуру, основной ствол которой выполнен в виде косички из углеволокна.

Основные свойства

Чтобы определить свойства стеклопластика, было проведено немало исследований и испытаний. Полученные результаты охарактеризовали АКС как высокопрочное и долговечное оборудование для строительства, которое обладает рядом преимуществ перед другими материалами:

• небольшой вес (стеклопластик легче металлической арматуры в 9 раз);
• устойчивость к коррозии в кислой и агрессивной хлористой средах (в 10 раз превосходит свойства стальной арматуры);
• низкая теплопроводность;
• экономичность (ее выгоднее перевозить, а замена проводится реже);
• магнитоинертость;
• радиопрозрачность;
• арматура является диэлектриком.

Стеклопластиковая арматура: недостатки

Помимо бесспорных достоинств АКС, благодаря которым она завоевала большую популярность у строительных компаний и простых обывателей, у нее есть свои недостатки. Конечно, критическими их назвать очень сложно. Однако стоит иметь в виду и отрицательные характеристики материала, которые могут повлиять на процесс строительства.

Итак, недостатки:

• низкий ;
• недостаточный показатель термостойкости;
• прочие.

Благодаря низкой упругости, АКС легко сгибать. Для изготовления фундамента и дорожек это не является серьезным минусом. А вот в случае с производством перекрытий нужно делать дополнительные расчеты, учитывая данную особенность арматуры.

Недостаточная термостойкость - более серьезный недостаток АКС. То, что стекловолокно само по себе жаропрочно, еще ничего не значит. Пластиковое связующее звено не выдерживает высокой температуры, однако арматура относится к группе самозатухающих материалов. Данное свойство имеет силу до температуры 2000 градусов по Цельсию, после чего АКС теряет свою прочность. Поэтому использование стеклопластика вместе с бетоном запрещено. Такую арматуру можно применять лишь в тех областях строительства, где полностью исключены температурные перепады. Однако данные требования почти всегда выполняются в обычных жилищных и некоторых промышленных постройках.

Стеклопластиковая арматура, недостатки которой были перечислены выше, имеет еще ряд отрицательных сторон. Со временем прочность ее разрушается, а под воздействием щелочных составов скорость реакции увеличивается в несколько раз. Но современные технологии позволяют справляться с данным недостатком. В состав АКС добавляют редкоземельные металлы, которые делают стеклопластик менее чувствительным.

Некоторые специалисты отмечают тот факт, что такая арматура не терпит сварки. Поэтому многие предпочитают "вязать" плети из стекловолокна.

Производство стеклопластика

Мы очень часто используем стеклопластиковую арматуру в домашних условиях, к примеру, в заливке фундамента и др. Производство АКС не обязательно должно быть поточным. Многие автомастерские, занимающиеся тюнингом машин, выпускают данный материал в различной конфигурации. - обычное дело для сервисов: они могут сделать из нее новый бампер и другие детали. Но в данном случае речь идет о мелкосерийном производстве. Ставят АКС на поток только крупные промышленные предприятия.

Существует несколько основных методов изготовления:

• протягивание;
• наматывание;
• ручной способ.

Первый метод используют для изготовления различных профилей. На непрерывной линии потока разматываются стеклянные волокна. Чаще всего с бобин разворачиваются параллельные пучки материала, которые не скручиваются между собой. Специалисты называют данный элемент производства ровингом. До того, как бобины придут в действие, стекловолокно смазывается смолой, содержащей вещества для ее полимеризации при высоких температурах. Постепенно материал будет отвердевать, а достигается этот эффект за счет произошедшей химической реакции. Потом стекловолокно проходит через фильтры, которые освобождают материал от излишней смолы, и АКС приобретает привычную цилиндрическую форму. Пока арматура не затвердела, на нее по спирали наматывается специальный жгут. Именно он обеспечивает прочность при контакте с бетоном. Благодаря этому свойству все чаще используется арматура стеклопластиковая для фундамента. Отзывы, которые оставляют строители, зачастую положительные.

После всех манипуляций АКС проходит через печь, где при высокой температуре она твердеет. Далее готовую арматуру нарезают на части нужной длины (их называют плетьми). Иногда АКС наматывают на бобины, но это возможно только в том случае, если у нее небольшой диаметр. Толстые плети просто невозможно скрутить. Такая стеклопластиковая арматура, применение которой очень распространено, выпускается в больших количествах, если речь идет о масштабном производстве.

Методом наматывания производят чаще всего Изготавливаются они по такому же принципу, что и плети. На специальный станок наматывается стекловолокно, пропитанное смолой. Намоточное устройство, благодаря своему вращению, позволяет получить цилиндрическую поверхность. Далее стекловолокно проходит через высокотемпературную печь и разрезается на трубы определенных размеров.

Ручной способ чаще всего используется в мелкосерийном производстве. Стеклопластиковая арматура, недостатки которой не так сильно влияют на конечный результат, позволяет получить прочный автомобильный корпус, бампер и т. д. Мастера создают специальную матрицу с предварительно нанесенным декоративно-защитным слоем. Обычно для этого используют распылитель, что позволяет достичь равномерного эффекта. После этого на матрицу укладывают стекломатериал, который раскраивают заранее по нужным размерам. Стеклоткань или стекломат пропитывают смесью полимерной смолы. Лучше всего пользоваться кистью. С помощью валика из материала выдавливается оставшийся воздух, чтобы внутри стекловолокна не было пустот. Когда ткань затвердела, ее обрезают, придают нужную форму, сверлят в ней отверстия и т. п. После этого матрицу можно использовать повторно.

Характеристики

Стеклопластиковая арматура характеризуется следующими параметрами:

• шаг навивки;
• внутренний и наружный диаметр.

Каждому номеру профиля соответствует свое значение показателей. Единственный параметр, который остается неизменным - шаг навивки. Он равен 15 мм.

Согласно ТУ, арматура стеклопластиковая, характеристики которой различаются в зависимости от профиля, выпускается под следующими номерами: 4, 5, 5.5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и 18. Данным значениям соответствует показатель наружного диаметра. Вес профилей варьируется от 0,02 до 0,42 кг/1 п. м.

Виды

Строительная арматура имеет множество разновидностей. Есть классификации, которые подразделяют ее на:

• штучную;
• сетку;
• каркасы;
• конструкции.

Также арматура делится на группы:

• рабочая;
• распределительная;
• монтажная;
• арматура, которая используется в железобетонных сооружениях.

Кроме того, стержни делятся на продольные и поперечные, гладкие и круглые, стеклопластиковые и композитные и др.

Сфера применения композитной арматуры

Сфера применения рассматриваемого нами материала достаточно широка. Очень часто используется арматура композитная (стеклопластиковая) для фундамента, а именно для армирования упругих оснований. В данном случае речь идет о производстве дорожных перекрытий и плит. Армирование стеклопластиковой арматурой используется для производства обычных бетонных конструкций, дренажных труб, дюбелей и т. д. С её помощью улучшают характеристики стен, делают гибкие связи между кирпичной кладкой. АКС используют для армирования автомобильных полотен, насыпей для слабого основания, монолитного бетона и т. д.

Траспортировка

Стеклопластиковая арматура выпускается в виде бухт, которые можно сворачивать. Это стало возможным после того, как производители убрали самозатягивающиеся стяжки. Бухты АКС можно спокойно развернуть, после чего стеклопластик выпрямляется и становится пригодным для работы.

Материал упаковывают и перевозят в горизонтальном положении. Главное во время транспортировки - следовать основным правилам по перевозке грузов.

Сравнение стеклопластиковой арматуры со сталью

Главным конкурентом АКС является стальная арматура. Их характеристики во многом схожи, но по некоторым показателям стеклопластик явно превосходит привычный вид металлического оборудования.

Сравним стекловолокно со сталью по неким параметрам:

1. Деформативность. - упруго-пластическая, АКС - идеально-упругая.

2. Предел прочности: у стали - 390 МПа, у стеклопластика - 1300 МПа.

3. Коэффициент теплопроводности. В первом случае он равен 46 Вт/мОС, во втором - 0,35.

4. Плотность. Стальная арматура имеет значение в 7850 кг/м 3 , АКС - 1900 кг/м 3 .

5. Теплопроводность. Стеклопластик нетеплопроводен, в отличие от стали.

6. Коррозийная стойкость. АКС - нержавеющий металл, сталь относительно быстро коррозирует.

7. Способность проводить электричество. Диэлектрик - это стеклопластиковая арматура. Недостатки стальных стержней в том, что они являются стопроцентными проводниками тока.

Современный мир меняется стремительно, и это касается и строительной сферы - новых технологий и материалов. Сегодня применение композитной арматуры в строительстве не является массовым, и главная причина тому - недостаток информации и реальных, независимых отзывов от строителей. Ведь куда более привычнее и надежнее использовать старую, добрую арматуру из металла, характеристики которой хорошо известны и подтверждены временем.

Но арматура из композитных материалов применяется в западных странах с 70-х годов, и получила довольно высокую оценку. Хотя и там ей не удалось вытиснить сталь.

У нас в стране многие до сих пор спрашивают: стеклопластиковая арматура что это? И получают массу информации - как фантастически хвалебную (как правило, исходящую от самих производителей пластиковой арматуры), так и сильно негативную (производителям стальной арматуры конкуренты тоже не нужны). Мы же попробуем спокойно и непредвзято проанализировать достоинства и недостатки композитной арматуры.

Как производят композитную арматуру?

Начнем с того, что термин «композитная арматура» объединяет в себе все виды неметаллической арматуры, произведенной на базе разного типа волокон, которые используются как армирующая основа прута. Волокна, из которых производят арматуру, могут быть следующие:

• 1. базальтовое волокно;
• 2. стеклянное волокно;
• 3. арамидное волокно.
• 4. углеродное волокно.

Таким образом, виды композитной арматуры, в зависимости от применимых волокон, следующие:

• 1. Базальтопластиковая арматура, обычно черного цвета (АБП);

• 2. Стеклопластиковая арматура, светло-желтого цвета, однако благодаря красящим добавкам, цветовая гамма широкая (АСП);

• 5. Комбинированная арматура (на основе волокон разных типов).

Любая композитная арматура производиться на одном и том же оборудовании, технология также не отличается. Разница лишь в типе волокон. В настоящее время существует несколько методов производства:

1. Пучок волокон, предварительно сформировав пруток - основной стержень арматуры, пропитывают эпоксидной смолой и вытягивают. Затем пучок волокон протягивают валами, одновременно наматывая на него жгут, сделанный из тех же волокон с применением смол. Жгут в данном процессе выполняет две задачи - плотно прижимает волокна стержня, и служит ребрами арматуры, которые улучшат в будущем адгезию арматуры и бетона. После этого арматура проходит этап сушки в печи, и вот, арматура готова. Этот метод является самым старым, им пользуются почти все российские производители пластиковой арматуры.

1.Система подачи волокна (стекловолокно, углеволокно, базальтовое волокно)

2.Полимерная ванна (полиэфирные, эпоксидные смолы)

3. Преформовочное устройство

4.Фильера

5.Зоны нагрева/охлаждения фильеры

6.Тянущая машина

7.Отрезная машина

2. Второй метод отличается от первого лишь тем, что жгут наматывают на стержень с очень сильным усилием, он буквально вдавливается в основной пруток, в результате чего ребра формируются из волокон самого стержня. Такая арматура более долговечная, чем произведенная первым методом, поскольку риска отваливания ребер нет. Однако найти подобную арматуру российского производства почти невозможно, так как большинство пользуется первым методом.

3. Третий метод также похож на первый, однако стягивающий жгут здесь не формирует ребра, а только лишь стягивает волокна прутка до момента полимеризации в печи. Для сцепки с бетоном на арматуру наносят слой абразива - кварцевый песок. Такой вид арматуры имеет самую плохую сцепку с бетоном, и ко всему - самый маленький срок службы. Дело в том, что эпоксидная смола довольно быстро разрушается в щелочной среде бетона, а полиэфирные смолы, которые не боятся щелоча, крайне редко применяются производителями в России.

4. Наконец, арматура, изготовленная методом «пултрузии». При этом волокна формируются в стержень, пропитываются полимерными смолами, протягиваются через фильеры с разным сечением, расположенных по убыванию. Такой метод позволяет формировать периодический рельеф (ребра) с высокой точностью, благодаря чему их можно использовать как резьбу (например, как стяжной винт для опалубки, со стеклопластиковой или стальной гайкой). Арматура, произведенная таким способом, отличается высоким качеством, долговечностью и высокой ценой. Кроме того, в России такая арматура почти не производится.

Если поискать, то в продаже можно найти уж совсем непривычный материал - композитную арматуру с внутренней полостью. Несмотря на свою экзотичность, арматура-трубочка заслуживает внимание - ведь благодаря полости увеличивается диаметр, и при одинаковом количестве волокон, арматура с полостью имеет большую площадь соприкосновения с бетоном, а значит и лучшую адгезию.

Композитная арматура плюсы и минусы

Как и любой строительный материал, арматура из композита имеет свои преимущества и недостатки. Плюсы композитной арматуры:

1. Вес - неметаллическая арматура практически пушинка, в сравнении с металлической. Вес композитной арматуры в 10-12 раз меньше, чем равной по прочности стальной. Например, 1 метр пластиковой арматуры 10 мм весит 100 грамм, а стальной того же диаметра - 617 грамм. А то, что пластиковая скатывается в бухты, позволяет погрузить несколько бухт (метраж бухты обычно 100-200 метров) арматуры в багажник легкового автомобиля.

2. У композитной арматуры впечатляющая прочность на разрыв - в 2,5-3 раза больше, чем у стальной (конечно же, имеется ввиду при равном диаметре). Таким образом, композитная арматура 12 мм диаметром, заменяет стальную диаметром 14-16 мм. Отсюда строителями и производителями используется термин «равнопрочностная замена».

3. Стоимость композитной арматуры на сегодня ниже, чем на металлическую, хотя еще несколько лет назад было наоборот. Причем цена на стальную арматуру стабильно растет, тогда как композитную остается почти на месте.

4. Еще один плюс - композитная арматура продается в бухтах по 100-200 метров, что позволяет значительно сократить количество обрезков при армировании конструкций.

Но не все так безоблачно, есть и минусы композитной арматуры:

1. Основным минусом композитной арматуры специалисты называют низкий модуль упругости, в 4 раза ниже чем у стальной - и это при равном диаметре. Конечно, это не критичный недостаток, главное произвести дополнительные расчеты, и лучше, если это сделают специалисты. Или наш калькулятор .

2. Гнуть композитную арматуру можно только на производстве, на строительной площадке согнуть под углом ее не получится. Правда, элементов в виде прутков под углом обычно требуется немного, к тому же их можно заменить стальной арматурой.

3. Стеклопластиковая арматура не выдерживает высокой температуры - при 100 градусах она перестает быть упругой и легко ломается.

4. Сварка при использовании композитной арматуры недопустима, хотя некоторые специалисты ставят это в преимущество. Действительно, при армировании хоть стальной, хоть пластиковой арматурой, и ту и другую в основном вяжут проволокой или пластиковыми стяжками.

Существует ошибочное утверждение, что вязать композитную арматуру можно только пластиковыми стяжками (хомутами). Конечно же, это не так. Более того, мы рекомендуем вязать обычной обожженной стальной вязальной проволокой. Процесс вязки композитной арматуры ничем не отличается от вязки металлической арматуры. Да и цель одна - зафиксировать каркас до момента набора прочности бетона, далее уже не важно вообще, чем и как вязали стеклопластиковую арматуру.

Кстати, необходимо сказать несколько слов о резке композитной арматуры. Не все знают, что перерубать, перекусывать или перепиливать стеклопластиковую арматуру можно, но совсем не нужно. Оптимальный вариант разрезать композит - при помощи болгарки. Дело в том, что перекусывание или перерубание создает микротрещины, которые хоть и не видны невооруженным взглядом, однако уходят глубоко в стержень. В трещины попадает вода и щелочь, а при заморозки-разморозки трещины будут расширяться, разрушая постепенно арматуру.

Важно! При резке композитной арматуры следует принять необходимые меры безопасности - защитить глаза и органы дыхания, поскольку мелкая пыль от базальтовых или стеклянных волокон крайне вредна.

Где применяется стеклопластиковая арматура

Применение композитной арматуры в строительстве достаточно широкое, хотя в России и не очень распространенное. В основном ее применяют при устройстве фундаментов в частном домостроении, при строительстве дорог, производстве плит. Часто ее используют для создания гибких связей между кирпичной кладкой, для улучшения характеристик стен и т.д.

Если у вас есть опыт использования композитной арматуры - пожалуйста, делитесь в комментариях!

Композитная арматура (из пластика) в последние годы часто составляет конкуренцию обычной стальной. Это объясняется рядом ее достоинств. Но у такого материала есть и свои недостатки, и особенности его применения. Часто реклама мешает объективной оценке того и другого, и сегодня в статье будут представлены характеристики этого материала, рассказано о его видах и сферах применения.

Материалы для изготовления

На сегодня рынок композитно арматуры представлен тремя видами таковой:

• стеклопластиковой ;
• базальтопластиково й;
• углепластиковой .

Арматура из стеклопластика

Первый вид арматуры делается из стеклопластика. Эта технология появилась в СССР около 50 лет назад. Тогда стал набирать обороты печатный монтаж в радиоэлектронике, и в качестве материала для плат стал использоваться текстолит, когда основой служила ткань, а скрепляющим составом - искусственная смола. Позже вместо обычной ткани стали использовать стекловолокно, и это расширило применение стеклопластика.

Он занял свое место в авиастроении, производстве мебели и товаров для дома, а иногда даже в военной промышленности. Постепенно он стал применяться и в строительстве, и стеклопластиковая арматура стала отличным вариантом для каркасов фундаментов, работающих в агрессивных условиях - например, в воде.

Материалами для стеклопластика служат стекло и эпоксидная смола.

Это материал содержит не стекловолокно, а базальтовое. Технология его изготовления проще, чем стеклянного, ведь для производства стекла требуется несколько видов сырья, а для базальтопластика - только базальт.

По сравнению с предыдущим композитом, базальтопластик отличается более высоким модулем упругости и пределом прочности, обладает меньшей теплопроводностью, но несколько большим весом.

Углепластик из карбонового волокна

Изготавливают его из карбонового волокна и тех же смол, но материал этот дорог. Связано это с технологией производства карбоновой нити - основы таких материалов. Технологический процесс требует точного соблюдений параметров температуры и времени обработки, поскольку исходным сырьем для них служат органические волокна.

Углепластики активно используются в автомобилестроении, производстве спортивных товаров, авиа- и судостроении, науке.

Углепластиковая арматура прочнее стеклопластиковой и имеет больший модуль упругости, но не лишена и недостатков. Так, велика хрупкость этого материала, что не позволяет использовать его в длинных напряженных конструкциях вроде плит перекрытий.

Технология производства композитной арматуры

Существуют три способа изготовления арматурных стержней из композита. Они имеют английские названия, которые отражают суть технологии.

Нидлтрузия - это скрутка отдельных волокон в одно с одновременной пропиткой и оплеткой. Позволяет удешевить процесс ввиду высокой скорости таких технологических линий. Придание характерного для арматуры рельефа достигается обмоткой нитями периодического профиля. Чем толще арматура, тем большее число нитей используется. Так, пруты до 10 мм сечением обматываются одной нитью, от 10 до 18 - двумя, а выше - четырьмя. Изделия, изготовленные по такому методу, имеют хорошее сцепление с бетоном благодаря своему рельефу - и это при том, что у композитных материалов низкий коэффициент сцепления.

Метод плейнтрузии заключается в предварительной формовке основного стержня и последующей обмотки его спирально в двух направлениях.

Самый старый способ изготовления композитной арматуры - пултрузия . Она представляет собой протяжку сформованного, пропитанного и уже отвердевшего волокна через систему фильер, которые при температуре полимеризации пластика окончательно придают арматуре нужную форму и вытягивают ее. Этот способ отличает более низкая скорость производства и более высокая себестоимость.

Сравнение качественных характеристик

Чтобы сравнить различные виды композита, а также провести сравнение их со сталью, можно воспользоваться следующей таблицей.

Помимо этого, композитная арматура обладает таким свойством, как хрупкость , что отличает ее от стальной в худшую сторону. Из-за этого, а также ввиду своей неустойчивости к высоким температурам, она не применяется в конструкциях, испытывающих сильные изгибающие нагрузки и в тех местах, которые подвержены риску пожаров .

Достоинства материала

Композитная арматура имеет ряд преимуществ перед стандартной стальной. К ним относятся:

• Повышенная прочность на растяжение . Она может в разы превышать таковую у стали.
• Устойчивость к коррозии . Пластмассовая арматура не ржавеет.
• Низкий коэффициент теплопередачи. В отличие от металла, пластик не создает мостиков холода .
• Пластиковая арматура не работает как антенна - ведь она представляет собой диэлектрик и диамагнетик. Поэтому вероятность радиопомех в сооружениях с таким армированием нулевая.
• Малый удельный вес . Стальная арматура в несколько раз тяжелее.
• Температурный коэффициент расширения тот же, что и у бетона , поэтому образование трещин по этой причине исключено.

Недостатки композитных материалов

Достоинства композитных материалов часто не могут быть полностью раскрыты из-за недостатков, которые обнаруживают себя в ряде случаев применения. Это прежде всего:

• Низкий модуль упругости . Пластиковая арматура не жёсткая, упругая деформация ее находится в низких пределах (то есть способность вернуться к изначальной форме после прекращения нагрузки ниже).
• Хрупкость . При приложении изгибающих усилий такая арматура не гнется, а ломается. В связи с этим загнуть ее без нагрева невозможно.
• Низкая термостойкость . Стеклопластик при достижении 150 градусов теряет свои положительные свойства, а при 300 - просто разрушается, при этом выделяя токсические вещества. Углепластики имеют более высокие рабочие и предельные температуры, поскольку сами по себе дороги и полимеры при их изготовлении используются более дорогие, но и хрупкость у них выше, чем у других видов. Сталь может работать до 600-750 градусов, прежде чем начнет размягчаться и плавиться.

Применение композитной арматуры

Композитные изделия очень хорошо зарекомендовали себя там, где статические нагрузки сочетаются с агрессивной средой - например, в гидротехнических сооружениях. Иногда такая арматура применяется сама по себе, иногда - вместе со стальной, что помогает использовать достоинства обоих видов и компенсировать недостатки друг друга.

Изделия из пластиков в виде сеток активно замещают стальные в кирпичной кладке с облицовкой, где предусмотрен воздушный зазор. Стальные сетки постепенно подвергаются коррозии, и иногда это приводит к плачевным последствиям (может отвалиться кусок облицовки). Композит лишен такого недостатка.

Равнозначная замена

Если рассматривать таблицу в предыдущей главе и технические характеристики конкретных изделий, то вопрос о равнозначности решается в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться конструкция из армированного бетона.

Да, действительно, по прочности на разрыв стальная арматура в поперечном сечении 12 мм может быть заменена на стеклопластиковую 8 мм, а стальная 18 - стеклопластиковой 14. Но все это актуально тогда, когда эта арматура нужна исключительно для удерживания конструкции от расползания под нагрузкой. Проще говоря, так можно делать ленточные и плитные фундаменты.

А вот в ситуациях, когда имеет место прогиб, это правило не работает. Так, для изготовления перемычки или плиты перекрытия требуется увеличить число стержней в 4 раза - ведь модуль упругости у композита во столько же раз меньше. При усилении нагрузок в середине армированной композитом плиты она действительно не лопнет, но вот прогнется больше, и итогом может стать падение кусков бетона на голову.

Низкий предел упругости мешает использовать композиты при армировании бетонных столбов. Предел прочности бетона на сжатие достаточно высок, но при повышенных нагрузках на небольшую единицу площади, особенно если они неравномерны, модуль упругости может иметь реальное значение при сопротивлении разрушению.

На данный момент использование полимерной арматуры регламентировано СНИП 5201–2003, и в него внесены изменения в виде поправочных коэффициентов для расчета такой арматуры в различных условиях эксплуатации (приложение Л от 2012 года).

Основные нюансы продукции

За последние годы количество фирм, выпускающих композитную арматуру (особенно стеклопластиковую), выросло во много раз, а вот качество их продукции оставляет желать лучшего. Вот несколько способов распознать брак:

• Обратите внимание на цвет продукции. Качественная арматура в одной партии всегда одного цвета. Если это не так - значит, был нарушен температурный режим при производстве.
• Трещин и расслоений быть не должно. Их легко увидеть на срезе.
• Разрывы волокон снижают заявленные характеристики. Их тоже видно невооруженным глазом.
• Неравномерный профиль (навивка). Скорее всего, при производстве использовалось старое оборудование, где нарушена непрерывность.

Сейчас требования к композитным материалам будут ужесточаться. Стальной прокат дорожает, и пластиковая арматура имеет все шансы вытеснить стальную из достаточно большого сегмента рынка. Несомненно, этим пользуются не совсем добросовестные производители, поэтому следует быть начеку.

Ни один фундамент и ни одна конструкция, будь-то стена или перекрытие дома, свая или пролёт моста, не обходится без арматуры, заложенной в бетон. В настоящее время в продаже появляются новые, а зачастую экзотические материалы, с якобы уникальными свойствами, и арматура для бетонного фундамента не оказалась исключением из этого списка.

Все мы привыкли к стандартной металлической арматуре, которая производится разного диаметра и используется уже на протяжении второго столетия. Но в последнее время появилась стеклопластиковая арматура отзывы о которой вроде бы положительные, но опыт её использования всего несколько лет этого не подтверждает.
Что же представляет собой стеклопластиковая арматура? Это прочные прутки с ребристой поверхностью диаметром от 4 до 20 миллиметров, изготовленные из стеклопластиковых, базальтовых композитных материалов и предназначенные для применения в бетонных конструкциях вместо стальной арматуры.

Отзывы о стеклопластиковой арматуре такие:

― повышенная прочность на разрыв (к примеру, арматура диаметром 8 мм – аналог 12-миллиметровой металлической);
― легкость (легче металлической в 5 раз);
― неподверженность коррозии;
― устойчивость к агрессивным средам;
― непроводимость электрического тока (диэлектрик);
― дешевизна;
- не экранирует и не создает экрана радиоволнам.

Казалось бы всё очень красиво, но отзывы больше похожи на ключевые тезисы из рекламных буклетов продавцов этой самой арматуры, чем на технические отзывы, которые нас интересуют в первую очередь.
Покопавшись в интернете и произведя некоторые расчёты мы имеем немного другую картину по данному продукту, но зато технически проверенную и правильную.

Для исследования этого вопроса нам понадобятся следующие термины:
Модуль упругости - характеризует способность твердого тела упруго деформироваться под воздействием силы.
Предел текучести - механическое напряжение при воздействии которого деформированное тело уже не возвращается в первоначальное состояние.
Нормативное сопротивление - величина чуть меньше предела текучести, характеризует максимальное конструктивное напряжение для расчетов с данным материалом.
Предельная растяжимость бетона - максимальный коэффициент удлинения бетона, при котором не происходит раскрытие трещин.

Итак попробуем выяснить работу балки со стальной арматурой Д12 мм.
Арматура стальная А500С диаметром 12 мм имеет следующие характеристики:
Модуль упругости 200 ГПа
Нормативное сопротивление 500 МПа, что чуть меньше предела текучести стали, из которой сделана арматура.
Таким образом мы получаем ориентировочные значения максимальной нагрузки на пруток арматуры 4500 кг. Растяжение арматуры при данной нагрузке составит около 2,5 мм/м

Производители арматуры размещают в документации табличку с равноценной заменой арматуры.
В документации указано, что стальной арматуре А500С диаметром 12 мм соответствует стеклопластиковая или базальтовая арматура диаметром 10 мм.

Итак попробуем выяснить работу балки с такой арматурой Д10 мм.
Арматура стеклопластиковая или базальтовая диаметром 10 мм имеет следующие характеристики:
Модуль упругости 50 ГПа
Нормативное сопротивление 2000 МПа.
Таким образом мы получаем ориентировочные значения максимальной нагрузки на пруток арматуры 10000 кг.
Растяжение базальтовой арматуры при данной нагрузке составит около 25 мм/м.
Растяжение базальтовой арматуры при нагрузке 4500 кг, около 11 мм.
Для того чтобы получить такое же растяжение как у стальной (2,5 мм/м) нам необходимо уменьшить нагрузку на пруток до 1000 кг, либо увеличить диаметр в 2,1 раза до 21 мм.

Величину предельной растяжимости бетона найти сложно, так как это зависит от огромного количества условий, но по некоторым данным обычный бетон не более - 3 мм/м.
Таким образом все преимущество высокой прочности арматуры теряется из-за низкого модуля упругости, т. е. высокого растяжения под нагрузкой.
Бетон просто потрескается и полопается в месте растяжения арматуры раньше чем арматура порвется.
Из чего делаем вывод что равноценная замена стальной арматуры Д12 мм, класса А500С - это стеклопластиковая или базальтовая арматура диаметром более 20 мм.

Нам строители и застройщики задают один и тот же вопрос: Соответствует ли базальтовая арматура диаметром 10 мм стальной диаметром 12 мм? Собираюсь закупать арматуру для монолитной плиты фундамента, сказали, что достаточно взять 8 мм, т.к она соответствует стальной в 10 мм.
Правда ли это?

Да, соответствует, но только по прочности на разрыв, но прежде чем порваться, любая арматура растягивается (удлиняется), при этом деформируется, а потом и растрескивается проармированное изделие. А удлиняются разные материалы по разному, в зависимости от модуля упругости (во сколько раз меньше модуль упругости, во столько раз сильнее растягивается материал в одинаковых условиях). Так вот, стеклопластиковая арматура (СПА) растянется примерно в четыре раза сильнее, чем стальная, при одинаковом сечении (диаметре) и одинаковой нагрузке (какая бы она ни была в конкретной конструкции). Значит для получения одинаковых деформаций под одинаковыми нагрузками (сохранения свойств проармированного изделия) СПА надо заложить примерно в четыре раза больше стальной (по сечению). Можно вместо 10мм стальной заложить 20мм СПА. Или просто вместо одного прута стальной, заложить четыре прута СПА, такого же диаметра. Или шесть прутов 8мм СПА, вместо одного стального 10мм...
Только надо еще учитывать, что некоторые производители указывают диаметр СПА с навивкой, а реальный рабочий диаметр меньше. Значит при замене надо будет исходить из реального диаметра и закладывать СПА еще больше.

Плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры:

Основной плюс - это только лёгкость её транспортировки, неподверженность коррозии, устойчивость к агрессивным средам и непроводимость электрического тока (диэлектрик). Вот, к сожалению, наверно и всё
Основной минус - это то, что, мы так и не нашли куда и как можно использовать все эти плюсы, включая арматуру, так как нет нормативных документов на её использование, её нет в ГОСТе на производство, в СНиПе на использование, нет нормативных документов, не стандартизированы методики расчета минимального процента армирования, не нормированы требования и никак не контролируется характеристики сцепления композитной арматуры с бетоном.
И, в заключении, у стеклопластиковой арматуры низкий модуль упругости, низкая огнестойкость изделий армированных композитной арматурой, не возможность изготовления гнутых арматурных изделий под углом из арматуры в состоянии поставки так и на месте строительства (возможны только большие радиусы), не возможность использования в качестве сжатой арматуры и тд и тп.

Ну и естественно цена, стеклопластиковой арматуры в сравнении со стальной получается сильно дороже:
1 м А500С диаметром 12 мм - 30 руб.,
1 м стеклопластиковой диаметром 12 мм - 50 руб., а при том что необходимо использовать диаметром более 20 мм, то цена такой арматуры будет в 5-7 раз дороже стальной, что экономически не целесообразно и не выгодно.

Ну и, на последок, предлагаем бесплатно скачать доклад с третьего международного симпозиума прошедшего 9-11.11.2011 года, Перспективы применения композитной арматуры .
Prospects of FRP Bars application О.Н. Лешкевич, канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе РУП «Институт БелНИИС»

Стеклопластиковая арматура: недостатки и особенности

Длительность видео 24:45

На видео показано и рассказано, что из себя представляет композитная и металическая арматура её физикотехнические данные и НЕвозможность её использования в конструкционных бетонах фундаментов.