Новинки рынка строительных материалов: композитная арматура
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.
Ольга Данюшкина, рмнт.ру
http://www.rmnt.ru/ — сайт RMNT.ru