Виды арматуры
Композитная арматура
Введение
Композитная арматура - неметаллические стержни из стеклянных, базальтовых, углеродных или арамидных волокон, пропитанных термореактивным или термопластичным полимерным связующим и отверждённых. Арматуру, изготовленную из стеклянных волокон, принято называть стеклопластиковой (АСП), из базальтовых волокон - базальтопластиковой (АБП), из углеродных волокон - углепластиковой. Для сцепления с бетоном на поверхности композитной арматуры в процессе производства формируются специальные рёбра или наносится покрытие из песка.
Благодаря своим физико-механическим характеристикам и техническим преимуществам композитная арматура может являться альтернативой арматуре из металла, как обладающую сочетанием высокой прочности и коррозионной стойкости. У композитной арматуры модуль упругости примерно в 3-4 раза ниже, чем у стальной (для базальтопластиковой и стеклопластиковой арматуры).
Композитная арматура как и металлическая значительно снижает свои прочностные свойства при нагреве. У композитной арматуры отсутствует площадка текучести и разрушение при растяжении носит хрупкий характер.
1.Композитная арматура и ее виды
1.1 Стеклопластиковая арматура
Стеклопластиковая арматура (АСП) - композитная арматура, изготавливаемая из стекловолокна, придающего прочность, и термореактивных смол, выступающих в качестве связующего. Одним из плюсов стеклопластиковой арматуры являются малый вес и высокая прочность. Имея высокую прочность и коррозийную стойкость, является альтернативой арматуре из металла.
Стеклопластиковая арматура стала настоящим прорывом в производстве продукции на основе бетона: изготовлении железобетонных конструкций, строительных работах и т.д. Намного более высокая стойкость к коррозии. По сути, стеклопластик на воду вообще никак не реагирует и может находиться в ней вечно. Тогда как стальная арматура, при наличии в железобетонном изделии трещин и, как следствие, доступа влаги к металлу, быстро поддается коррозии. В результате этого несущая способность железобетона падает. Из-за опасений перед коррозией конструкторы вынуждены закладывать больший запас прочности в ЖБИ, что увеличивает стоимость любого объекта, в состав которого они входят. В случае с арматурой из стеклопластика поправку на коррозию вводить не надо, поэтому можно использовать ее меньшего диаметра.
1.Значительно меньший вес (сам стеклопластик в 5-9 раз легче конструкционной стали). Поэтому изделия, в которых используется такая арматура и объекты, возведенные на их основе, получаются более легкими, а значит, им требуется более простой фундамент. Плюс к этому - экономия на транспортных расходах.
2.Можно применять в домашнем хозяйстве для фундамента небольших построек, при постройке парника и теплицы.
1.2 Свойства арматуры
Как показали исследования, изделия из стеклопластиковой арматуры могут эксплуатироваться при температуре от минус 700С до плюс 1000С, что для обычных строительных объектов вполне достаточно.
Надежность сооружений, возведенных на основе бетона с такой арматурой, уже не раз подтверждалась на практике. Так, например, маяк в Сочи функционирует без всяких нареканий вот уже более 40 лет. И учтем тот факт, что он находится вблизи моря, где климат, с точки зрения воздействия на стройматериалы, является очень агрессивной средой.
Но у этой арматуры до недавнего времени был один существенный недостаток: ее стоимость была намного выше, чем стальной. Сейчас, благодаря развитию технологий, ситуация изменилась с точностью до наоборот. Арматура, цена на которую стала ниже, чем на стальную, начала стремительно завоевывать все более высокие позиции на строительном рынке.
В Европе бетонные изделия с такой арматурой стали широко применяться, в первую очередь, при строительстве ответственных объектов - мостов, дамб, туннелей и т.д., эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности.
Отличительные свойства стеклопластиковой арматуры:
·не ржавеет, стойка к коррозии;
·стойка к воздействию минеральных и органических кислот;
·не экранирует электромагнитные волны, то есть не затрудняет радиосвязь;
·имеет низкую теплопроводность, то есть улучшает теплоизолирующие свойства изделий на ее основе;
·имеет гораздо более низкий, по сравнению с металлической арматурой удельный вес;
·магнитоинерна, то есть не намагничивается;
·стойка к воздействию сверхнизких температур;
·по прочности в 3 раза превосходит прочность стальной арматуры класса A III;
·может быть изготовлена любой длины.
1.3 Базальтопластиковая арматура
Базальтопластиковая арматура (АБП) - композитная арматура, изготавливаемая из базальтового волокна и смолы. Существенным отличием данного строительного материала- является более высокая стойкость к агрессивным средам. Однако, несмотря на высокую огнестойкость базальтового волокна, жаропрочность базальтовой арматуры не отличается от стеклопластиковой, так как полимерная матрица не в состоянии выдержать температуры выше 160 С.
Базальтопластик - современный композитный материал на основе базальтовых волокон и органического связующего, составляющий сильную конкуренцию металлу и превосходящий его по множеству физико-химических характеристик.
Базальтопластиковая арматура является ноу-хау. Применение данного высокопрочного коррозионностойкого продукта взамен металлических аналогов позволяет повысить качество строящихся объектов.
Главная отличительная черта базальтопластиковых материалов - их устойчивость к агрессивному воздействию химических сред, в частности, к воздействию щелочей или кислот, хлористых солей, углекислого и сернистого газов. Такая специфика арматуры из базальтопластика не просто позволяет расширить области ее применения в строительстве, но, и существенно увеличить межремонтный период.
Среди преимуществ базальтопластиковой арматуры - низкая теплопроводность, радиопрозрачность и магнитоинертность, что позволяет обеспечить диэлектрические и антимагнитные свойства конечных конструкций.
Базальтопластиковая арматура получила широкое распространение в Западной и Восточной Европе, на Ближнем Востоке, востребована в Великобритании, где особенно высоки требования к качеству строящихся объектов.
1.4 Углепластиковая арматура
Углепластиковая арматура предназначена для усиления бетонных конструкций при строительстве объектов различного назначения. Стержни выпускаются в широкой размерной линейке с ребристой поверхностью для качественного сцепления с растворами.
Достоинства углепластиковой арматуры:
·увеличенная прочность на разрыв;
·устойчива к воздействию коррозии;
·кислотостойкая;
·цена продукции ниже, чем у материалов другого состава;
·не является проводником тепла;
·может выпускаться с разными строительными длинами.
2. Применение композитной арматуры
Согласно СНиП 2.03.11-85 и МГСН 2.08-01С и с учётом свойств стеклопластиковой арматуры АКС (ТУ-2296-001-60722703-2010) рекомендуется применение в следующих конструкциях:
в плитах перекрытия длиной до 5м, толщиной плиты 200мм с шагом ячей 200х200мм Ø8мм, (арматура укладывается в верхней и нижней зоне плиты), класс бетона В25;
для армирования бетонных конструкций и смешанного армирования железобетонных конструкций;
фундаменты ниже нулевой отметки залегания;
в армированных конструкциях, подвергающихся воздействию агрессивных сред, вызывающих коррозию стальной арматуры (в конструкциях соприкасающихся с морской водой, например: набережные, берегоукрепление). Рационально применение АКС в элементах дорожного строительства (например в дорожных плитах), которые подвергаются агрессивному воздействию противогололёдных реагентов;
при ремонте бетонных конструкций, поврежденных воздействием агрессивных сред (в первую очередь хлоридных);
тонкостенные конструкции различного назначения в случаях, когда отсутствует возможность обеспечить нормативные требования к толщине защитного слоя;
при армировании кирпичной кладки, особенно в зимнее время, когда в кладочный раствор вводятся противоморозные добавки - хлористые соли, вызывающие коррозию стальной арматуры.
при возведении домов из несъемной опалубки;
осветительные опоры, опоры ЛЭП, изолирующие траверсы ЛЭП;
канализационных коллекторах и конструкциях ниже нулевой отметки залегания для исключения блуждающих токов и электроосмоса;
для улучшения теплотехнических характеристик стен, рекомендуется применение АКС в трёхслойных стеновых панелей, в качестве гибких связей (с шагом 600х600мм в шахматном порядке);
применять в конструкциях подвергающихся постоянному тепловому режиму не выше 60 0С и кратковременному до 100 0С;
применять в несущих конструкциях бассейна, при толщине стенки от 200мм;
арматура также предназначена для армирования конструкций из асфальтобетона эксплуатирующихся в условиях воздействия агрессивных сред;
применять в армировании деревянных и клееных балках, для повышения жесткости изгибаемого элемента
применять арматуру в зданиях до 3х этажей (включительно);
применять арматуру на объектах дорожного строительства (в полотнах интенсивного движения транспорта) в качестве несущей арматуры, после применения которой сеток из арматуры Ø8 АКС с размером ячейки 200х200мм, отмечено: цельность асфальтобетонного покрытия, а так же отсутствие продольных и поперечных трещин и в том числе примыкания к трамвайным путям;
3.Особенности применения стеклопластиковой арматуры АКС
Существует мнение что стеклопластиковая арматура плохо взаимодействует с бетоном при температурных перепадах, однако это не так. Коэффициент температурного расширения у бетона 0,00001 °С - следовательно, при увеличении температуры на 50 °С расширение достигает примерно 0,5 мм/м, у стальной арматуры равна 0.000012 °С, а у стеклопластиковой арматуры Армастек равна 0.00001 °С. Как видим данные очень близки с бетоном.
Неметаллическая композитная арматура может применяться как в виде отдельных стержней, так и в виде сеток и каркасов.
В наружных стеновых панелях арматуру АКС следует применять в виде: сеток и гибких связей.
В случае невозможности получения готовых сеток они изготавливаются на месте.
Соединение арматуры - внахлест, длина анкеровки 70d, например арматура Ø8мм, следовательно длина анкеровки равна L=70x8=560мм.
Технология сборки каркасов из композитной и стальной арматуры аналогичны. Применяются те же приемы, оснастка и расходные материалы. Традиционно - вязка арматуры стальной проволокой или более эффективно и экономичнее - вязка с использованием самозатягивающихся полимерных стяжек.
Толщина защитного слоя у арматуры назначается из условия совместной работы арматуры и бетона, и обеспечивается установкой фиксаторов из теплостойких и полимерных материалов, например, полиэтилена. При проектировании конструкций с неметаллической арматурой толщина защитного слоя назначается по СНиП 52-01-2003 и в среднем берется 15 мм.
4.Транспортировка стеклопластиковой арматуры
Арматура диаметром Ø4- Ø8мм поставляется в бухтах. Размер бухты (в диаметре) 1,2м, длина арматуры в бухте 100м (длина может быть увеличена до 150м)
Арматура диаметром Ø10мм, также поставляется в бухтах, диаметр которой составляет 1,7м. Длина арматуры в бухте 50м.
Арматура диаметром Ø12 и выше производится любой строительной длины (стандартная 12м, т.к это длина кузова грузового автомобиля).
Стеклопластиковая арматура АКС (ТУ-2296-001-60722703-2010) идеально-упругий материал, это означает что мы можем сворачивать ее в бухты и после того как убрали самозатягивающие стяжки, арматура выпрямится и будет пригодна для работы;
Упакованную арматуру транспортируют в горизонтальном положении в соответствии с действующими правилами перевозки грузов на соответствующих вида транспорта.
5.Недостатки композитной арматуры
Но, нужно помнить, что у композитной арматуры есть и существенные минусы. Большинство Российских производителей не афишируют эти минусы, хотя любой инженер строитель может заметить их самостоятельно. Основными минусами любой композитной арматуры являются следующие:)модуль упругости композитной арматуры почти в 4 раза ниже, чем у стальной даже при равном диаметре (другими словами она легко изгибается). По этой причине её можно применять в фундаментах, дорожных плитах и т.д., но применение в перекрытиях требует дополнительных расчетов;)при нагреве до температуры в 600 °С, компаунд, связывающий волокна арматуры, размягчается настолько, что арматура полностью теряет свою упругость. Для увеличения устойчивости конструкции к огню в случае пожара - требуется предпринимать дополнительные меры по теплозащите конструкций, в которых используется композитная арматура;)композитную арматуру, в отличие от стальной, - невозможно сваривать электросваркой. Решение - установка на концы арматурных стержней стальных трубок (в заводских условиях) к которым уже можно будет применять электросварку;)такой арматуре невозможно придать изгиб непосредственно на строительной площадке. Решение - изготовление арматурных стержней требуемой формы ещё на производстве по чертежам заказчика;
Заключение
Подводя итог, хочется сказать, что несмотря на то, что за рубежом такая арматура успешно применяется уже несколько десятилетий, все виды композитной арматуры являются довольно новым материалом на строительном рынке России. Её применение имеет большие перспективы. На сегодняшний день её можно смело применять в малоэтажном строительстве, в фундаментах различных типов, в дорожных плитах и прочих подобных конструкциях. Однако для применения её в многоэтажном строительстве, в конструкциях мостов и т.д. - требуется учитывать её физико-химические особенности ещё на этапе подготовки к проектированию.
Таким образом, недостатки стеклопластиковой арматуры несколько сокращают область ее применения, но для массового применения в строительных целях совершенно не являются помехой.
базальтопластиковый композитный арматура
1. wikipedia.org
. Афанасьев В.Н. - Новинки строительных материалов, 2012г.
. Бурсаков Е.Г. - Железобетонные изделия, 2008г.
. Дернов С.П. - Виды арматуры, 2005г.
. Иванов А.В. - Композитные изделия, 2010г.
. Мошкин И.А. - Нестандартные идеи в строительстве, 2011г.
. Спирин Д.А. - Строим загородный дом, 2014г.
.Трошин А.В. - Мир бетона, 2013г.
. Ульянов В.М. - Мой любимый коттедж, 2014г.
. Фирстов М.И. - Правила армирования, 2007г.
1.