Композитная арматура — характеристики, применение, плюсы и минусы

Что из себя представляет композитная арматура

Композитная арматура внешне похожа на традиционную стальную. Принципиальное отличие лишь в составе. Композитная структура характеризуется специальным составом, пропитанным связующими полимерными веществами (термореактивными или термопластичными).

При промышленном изготовлении могут применяться волокна разных типов:

• Стекловолокно. Арматуру, изготовленную из стеклянных волокон называют стеклопластиковой.
• Базальтовое волокно. Арматуру, изготовленную из базальтовых волокон называют базальтопластиковой.
• Углеродное волокно. Арматуру, изготовленную из углеродных волокон называют углепластиковой.
• Арамидное волокно
• Кевларовая нить.

Самый распространенный и дешевый вариант композитной арматуры в своем составе имеет стекловолокно. Кевларовая нить — компонент достаточно специфический и дорогостоящий. Его использование для армирования больших объемов нецелесообразно.

Структура композитной арматуры в основе имеет стойкие к разрыву нити из углерода, стекла или базальта. Жесткость такому пруту придает покрытие из эпоксидной смолы.

Рассмотрим подробнее структуру и конструктивные особенности стеклопластикового армирующего прута:

Коррозионностойкий стеклоровинг. Он обеспечивает повышенную стойкость изделия в щелочной среде бетона. Двухзаходная навивка благодаря меньшему углу обмотки увеличивает площадь склейки ребра с несущим стержнем. Песчаное покрытие создает улучшенное сцепление с бетоном. Поперечные ребра.

Как видно из схемы, для лучшего сцепления с бетоном на прутья наноситься навивка. Оно выполнена из того же материала, что и основной стержень. Стоит также отметить, что помимо ребер, на поверхность композитной арматуры дополнительно наноситься матово-песчаное покрытие.

Область применения

Композитная арматура применяется:

• При возведении жилых, общественных и промышленных зданий.
• В малоэтажном строительстве в бетонных конструкциях.
• Для слоистой кладки стен с гибкими связями.
• Для ремонта поверхностей железобетонных и кирпичных конструкций.
• При работах в зимнее время, когда в кладочный раствор вводятся ускорители твердения и противоморозные добавки, вызывающие коррозию стальной арматуры.
• При устройстве габионов.
• Для укрепления грунтового основания под различными строительными конструкциями.
• В качестве гибких связей между облицовкой фасада и несущей стеной.

Неметаллическая арматура рекомендована для применения в бетонных конструкциях, используемых в сейсмоактивных районах. Это обусловлено повышенной гибкостью материала.

Свойства композитной арматуры

Основные прочностные характеристики (по ГОСТ 31938-2012) рассматриваемого материала представлены в таблице:

Покзатель	АСК	АБК	АУК	ААК	АКК
Предел прочности при растяжении, σB, МПа, не менее	800	800	1400	1400	1000
Модуль упругости при растяжении, Eƒ, ГПа, не менее	50	50	130	70	100
Предел прочности при сжатии, σBC, МПа, не менее	300	300	300	300	300
Предел прочности при поперечном срезе, τsh, МПа, не менее	150	150	350	190	190

АСК — арматура стеклопластиковая композитная. Изготавливается из стекловолокна, пропитанного термореактивной смолой, выполняющей функцию связующего материала. Главным достоинством является малый вес и высокая прочность.
АБК — арматура базальтовая композитная. Создается из базальтового волокна и органических смол. Имеет меньшую прочность, чем стеклопластиковая, но может применяться в агрессивных средах (солях, газах, щелочах и кислотах).
АУК — углеродная. Изготавливается из углеводородных волокон. Обладает высокой прочностью. Главный недостаток — высокая цена.
ААК — арамидокомпозитная.
АКК — комбинированная. Изготавливается из волокон стеклопластика и базальта.

Для справки: модуль упругости у стали составляет 200 ГПа (против 50 — 130 ГПа композита). Соответственно металлическая арматура менее подвержена изгибанию и тем самым предохраняет бетон от образования трещин лучше. Другой же показатель — предел прочности при растяжении у композитной арматуры в 2,5 раза выше, чем у стальной.

Исходя из физических свойств материала можно выделить основные положительные и отрицательные стороны при использовании в строительстве. Об этом подробнее в следующем пункте.

Плюсы и минусы композитной арматуры

Преимущества использования материала:

• Композит характеризуется химической инертностью, стойкостью к коррозии и воздействию агрессивных сред.
• Экологическая чистота.
• Пластиковая арматура в 3 — 4 раза легче стальной.
• Низкая теплопроводность материала благоприятно сказывается на теплоизоляционных свойствах конструкций.
• Композитная арматура не проводит электричества.
• Коэффициент температурного расширения близок с бетоном.
• Возможность использования при строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.
• Повышенная гибкость и прочность на разрыв.

Недостатки композитной арматуры:

• Каркас из композитной арматуры нельзя сваривать. Стоит отметить, что при больших объемах металлический каркас также не сваривают, а вяжут вязальной проволокой.
• Композитный прут не способен гнуться с малым радиусом. Для определенных участков бетонирования гнутый стержень нужно заказывать у производителя или сгибать предварительно нагрев до определенной температуры.
• При резке неметаллической арматуры в воздух попадает большое количество микроскопических частиц стекловолокна. Попадая в дыхательные пути или глаза они могут стать причиной микроскопических травм.
• В отличие от теплопроводности, низкая термостойкость отрицательно сказывается на на прочности в экстремальных случаях. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается.
• Повышенная гибкость материала может быть как плюсом, так и минусом. Ранее отмечалось, что гибкий каркас целесообразен в сейсмоактивных зонах. Но есть и участки армирования, где излишняя гибкость недопустима.

Как видно, пластиковая арматура имеет как важные преимущества, так и определенные недостатки.

Видео по теме