Меню

Современные технологии - композитная арматура

Композитная арматура.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.

Композитная арматура со штампованным профилем.

Фото композитной арматуры с обвивкой.

Фото композитной арматуры с обвивкой.

Композитная арматура с обсыпкой.

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.

Соединять композитную арматуру в сетку можно пластиковыми хомутами.

Вязаное соединение для неметаллической арматуры ничем не отличается от стальной.

Вязаное соединение для неметаллической арматуры ничем не отличается от стальной.

Пример армирования криволинейного участка.

Пример армирования криволинейного участка.

Укрепление гидротехнических откосов композитным армированием.

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.

Похожие материалы:
Звукоизоляция стен в квартире своими руками: материал и пример монтажа
Существенным недостатком жилья в многоквартирных домах является плохая звукоизоляция. Соседи, …
Шумоизоляция стен в квартире: современные материалы и технологии
Если отдых в домашних условиях стал невозможным, поскольку необходима шумоизоляция …
Шумоизоляция пола в панельном доме: способы, материалы, правила
Железобетонное перекрытие крупнопанельного здания обладает слабыми возможностями подавления звуковых волн. …