Больше века для армирования железобетонных элементов применяют стальную арматуру. Этому способствуют хорошее сцепление стального периодического профиля с бетоном, почти одинаковые коэффициенты теплового расширения, взаимно обратные сильные и слабые стороны (бетон хорошо работает на сжатие, арматура – на растяжение). Недостатков у такого решения немного: коррозия стали и токопроводность. В попытке их нивелировать была создана неметаллическая композитная арматура. О ней и поговорим в этой статье.
Виды композитной арматуры
На сегодняшний день существует шесть видов композитной неметаллической арматуры:
- стеклопластиковая (AHK-C);
- базальтопластиковая (AHK-Б);
- углепластиковая (AHK-Г) и арамидная (АНК-А);
- гибридная (AHK-Г);
- стеклоармированный полиэтилентерефталат.
В виду высокой стоимости углепластика, арамида и стеклоармированного полиэтилентерефталата, распространение получили первые два варианта.
По своей сути композитная арматура это пряди волокон, соединенных между собой термореактивной синтетической смолой. Периодический профиль, необходимый для хорошего сцепления с бетоном, создается одним из трех методов: обвивка пряди вокруг стержня, штамповка, обсыпка абразивным материалом (например, крупнозернистым песком).
Композитная арматура со штампованным профилем.
Фото композитной арматуры с обвивкой.
Композитная арматура с обсыпкой.
Первый вариант не способен воспринимать в теле бетона значительные растягивающие усилия из-за отслоения обмотки от ствола стержня (при низком качестве изготовления). Второй вариант не всегда обладает достаточным сцеплением с бетоном. Третий вариант характерен, как правило, достаточным сцеплением и равномерным распределением нагрузки вдоль стержня. В строительстве могут применяться все указанные виды.
Преимущества и недостатки композитной арматуры
К преимуществам неметаллической арматуры относят высокую коррозионную стойкость к ряду химических сред (в первую очередь к воде), диэлектрические свойства, низкий вес, возможность изготовления и доставки на площадку строительства стержней большой длины.
Недостатков гораздо больше. Сюда относят:
- низкий модуль деформации;
- очень низкую термическую стойкость;
- невозможность изготовления арматурных изделий;
- неприменимость такой арматуры в качестве сжатой;
- высокая стоимость при приемлемом качестве и неприемлемое качество при низкой цене;
- отсутствие достаточной нормативной базы для расчёта и конструирования композитобетонных элементов;
- отсутствие единого стандарта и технических условий на изготовление и тестирование такой арматуры.
Из-за низкого модуля деформации неметаллическую арматуру легко согнуть. Это приводит к сложности монтажа верхнего армирования всех видов плит. При укладке верхней арматуры рабочие ходят прямо по стержням. В случае с композитной арматурой под весом человека она будет сильно прогибаться. Кроме того, обеспечить проектное положение такого стержня во время заливки и уплотнение бетонной смеси значительно сложнее в сравнении со стальным вариантом.
Низкая термическая стойкость (как правило, до 100°С) обуславливает необходимость применения огнезащитных составов для армированных бетонных конструкций, что приводит к удорожанию. При возведении монолитных сооружений широко применяются заранее изготовленные криволинейные элементы из стальной арматуры. Их жесткость, необходимая для монтажа, достигается с помощью сварки. В случае с неметаллической арматурой их изготовление «за ранее» не возможно, что приводит к увеличению времени формирования арматурного каркаса.
В сильно нагруженных железобетонных конструкциях (например, в ригелях) постановка расчетной арматуры в сжатой зоне может позволить избежать увеличения сечения конструкции. В виду низкого модуля деформации такой «фокус» с композитной арматурой невозможен. Кроме того, самый недорогой вид неметаллической арматуры с обвивкой зачастую не может быть применен в сильно нагруженных конструкциях – последняя просто отслаивается от стержня, в результате чего арматура просто перестает работать. Это может привести к обрушению конструкций.
Но самым существенным недостатком является отсутствие единой нормативной базы. Так, например, для самой дешевой композитной арматуры AHK-C применяется стеловолокно. Оно бывает следующих типов: Е, С, S, AR, R, ECR, ровинг (в свою очередь подразделяется на директ ровинг, ассемблированный ровинг и малосложенный ровинг). Весьма сомнительно, что при покупке такой арматуры продавец сможет предоставить всю требуемую информацию, ведь она есть только у изготовителя.
Выполнить расчёт требуемого неметаллического армирования также затруднительно именно в виду широкого разнообразия применяемых материалов и методов изготовления. Сама методика расчёта во многом идентична стальному варианту. Проблема состоит в определении расчётных характеристик самой композитной арматуры. Производителю выгодно несколько завысить расчётные показатели для продвижения своей продукции на рынок.
Ситуация усугубляется низким значением пресловутого модуля деформации – такую арматуру сложнее включить в работу. Отчасти этот вопрос может быть решен предварительным напряжением арматуры, но нюансы сцепления композитных стержней с бетоном снижают эффективность предварительного напряжения. На сегодняшний день процесс натяжения композитной арматуры в теле бетона носит лишь экспериментальный характер.
Таким образом, минусов у «современной» арматуры больше, чем плюсов. Да и современность её под вопросом, первые шаги по применению стеклопластиковой арматуры были предприняты почти сорок лет назад. Тем не менее, о полной бесполезности неметаллических стержней армирования говорить не приходится – постепенно она отыгрывает у стали свою нишу.
Опыт применения композитной арматуры
Вотчиной композитного армирования является агрессивная среда и помещения с повышенными требованиями к радио-прозрачности. В первом случае речь идёт про укрепление откосов гидротехнических сооружений (каналов, искусственных водоёмов и т.п.). Во втором – помещения медицинского назначения. Например, кабинеты магнитно-резонансных исследований. Стальные элементы, притягиваемые магнитным полем, вносят искажения в работу томографов.
Тем не менее, использование неметаллической арматуры для строительства «обычных» объектов возможно.
Композитная арматура – как вязать?
Принципы армирования идентичны классическому варианту с использованием стальной арматуры.
Соединять композитную арматуру в сетку можно пластиковыми хомутами.
Вязаное соединение для неметаллической арматуры ничем не отличается от стальной.
Пример армирования криволинейного участка.
Укрепление гидротехнических откосов композитным армированием.
В частном строительстве композитная арматура в виду своих недостатков и немаленькой стоимости применяется редко. Толчком к популяризации и к удешевлению неметаллического армирования (например, фундамента при строительстве дома) станет принятие единых норм и стандартов в нашей стране. За рубежом это уже сделано, и композитное армирование там встречается чаще. Но полноценным образом заменить стальную арматуру композит едва ли когда-то сможет.
Загрузка...
