Область применения

Где применяется стеклопластиковая арматура

Арматура из композитных материалов – продукт новых технологий, технические характеристики которого позволяют с успехом применять его в качестве альтернативы традиционной стальной арматуре при строительстве фундаментов, морских и портовых сооружений, армировании бетонных емкостей, а также при организации дорожного полотна и настилов автодорожных мостов.

Стеклопластиковая арматура применение. Применение композитной арматуры

Дорожное  полотно  и  ограждения

Фундаменты

Армирование  бетонных  емкостей Морские  и  припортовые  сооружения

Настилы  мостов,  кирпичная  кладка

Армирование производственных полов

СТЕКЛОПЛАСТИКОВАЯ АРМАТУРА ДЛЯ БЕТОНА

На сегодняшний день арматура из стеклопластика (АСП) широко применяется в гражданском и промышленном строительстве. Это обусловлено целым рядом факторов:

1. низкий удельный вес АСП;

2. высокая коррозийная стойкость;

3. низкая теплопроводность композитных материалов;

4. высокая прочность АСП, в несколько раз превышающая прочность стальной арматуры;

5. диэлектричность стеклопластиковой арматуры.

Как известно, главный недостаток традиционной арматуры из низкоуглеродистой стали – это низкий показатель устойчивости к коррозии, что ограничивает ее использование при строительстве морских сооружений и конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды.

Применение поверхностного стеклопластикового армирования способно решить проблему долговечности морских сооружений - в таком случае бетон не подвергается воздействию агрессивной среды. Перспективы использования АСП для армирования бетонных конструкций рассмотрены во многих исследовательских работах отечественных НИИ (например, НИИЖБ, ХИСИ СибНИИЭ и т.д.), а также подтверждены многолетним опытом зарубежных стран.

СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЕ АРМИРОВАНИЕ

Армирование конструкций стеклопластиковой арматурой бывает трех основных видов: внутренним, внешним и комбинированным.

1. Внутреннее армирование АСП.

Основная область применения – для армирования конструкций, в которых среда агрессивна к арматуре, а не к бетону, что затрудняет использование стальной арматуры.

Внутреннее неметаллическое армирование бывает:

Дискретным – армирование осуществляется стеклопластиковыми стержнями, равнозначными стальным по прочности. Дисперсным – армирование производится путем добавления в бетонную смесь рубленных стеклопластиковых волокон (фибр). В таком случае волокна распределяются в бетоне хаотично, однако при использовании специальных мер можно добиться того, что фибры будут иметь определенное направление.

2. Внешнее армирование АСП.

Основная область применения – при строительстве сооружений, где среда является агрессивной к бетону.

Внешнее армирование основано на использовании внешней листовой арматуры, создающей защитную воздухонепроницаемую и водонепроницаемую оболочку для бетона и выполняющую свою непосредственную армирующую функцию.

Внешнее армирование АСП бывает:

Сплошным – выполняется при помощи сплошного листового материала;

Дискретным – осуществляется с использованием отдельных полосок или сеток. Бетонные конструкции в стеклопластиковых оболочках изготавливаются двумя основными способами.

В первом случае оболочка из АСП наносится на предварительно высушенные бетонные элементы путем обматывания, а во втором – стеклопластиковая оболочка изготавливается заранее, а впоследствии заливается бетонной смесью.

3. Комбинированное армирование АСП.

При возведении конструкций, в которых для восприятия механических нагрузок недостаточно только внешнего армирования, дополнительно может применяться внутренняя стержневая арматура, причем она может быть как пластиковой, так и стальной.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРЫ 

Применение АСП целесообразно только в предварительно напряженных конструкциях, так как модуль деформации стеклопластиковых стержней в несколько раз меньше (в 4-5 раз), чем металлических. В случаях с арматурой из стеклопластика чаще всего применяются три основных способа предварительного напряжения бетонных конструкций:

• Натяжение на упоры.

Данный способ предполагает вытягивание арматуры на нужную величину при помощи специальных приспособлений с последующим бетонированием и термовлажностной обработкой бетона для более быстрого отвердения.

• Натяжение на бетон.

При натяжении стеклопластиковой арматуры на бетон в последнем проделываются специальные каналы для прокладки АСП. Натяжение арматуры осуществляется при помощи гидравлических домкратов. Для закрепления арматуры в каналы инъецируется петролатум.

• Непрерывная навивка.

Данный способ, который, к слову сказать, не нашел широкого применения в современном строительстве, заключается в навивке на бетонное изделие гибких стержней или лент из стеклопластика.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУР НА ПРОЧНОСТЬ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРЫ

Показатель прочности АСП изменяется пропорционально изменению температуры:

• При понижении температуры до -40 градусов по Цельсию прочность стеклопластиковой арматуры увеличивает приблизительно на 40%
• При увеличении температуры свыше +20 градусов по Цельсию (вплоть до +300) прочность АСП постепенно уменьшается на 60%.

Изменение характеристик прочности АСП, происходящие вследствие колебания температур в пределах -40…+300 градусов Цельсия, являются обратимыми.

СТЕКЛОПЛАСТИКОВАЯ АРМАТУРА И РЕМОНТ ЖКБ 

Традиционно для восстановления ЖБ конструкций используются достаточно трудоемкие и затратные методы, зачастую требующие остановки производства. В сравнении с ними, внешнее стеклопластиковое армирование отличается не только повышенной коррозийной стойкостью и высокой прочностью, но и малыми сроками ремонтных работ. Именно эти показатели обуславливают рациональность применения ПАК для восстановления и усиления несущих элементов ЖБ сооружений.

В завершении стоит отметить, что использование стеклопластиковой арматуры, благодаря ее высокой коррозийной стойкости, не только существенно продлевает срок эксплуатации бетонных конструкций, но и практически ликвидирует затраты на капитальные ремонты сооружений.

Виды композитной арматуры 

Разработка и внедрение композитной арматуры решает многие проблемы строительства. Позволяет снизить металлоемкость строительства, уменьшить вес строительных конструкций, соответственно снизить себестоимость строительства. В зависимости от того, какой тип волокон используется для производства, арматуру разделяют на виды: 

- арматура стеклопластиковая (АСП). В основе которой стекловолокно пропитанное смолами термореактивными. Арматура стеклопластиковая (АСП) обладает малым удельным весом и при этом обладает высокими прочностными характеристиками при растяжении. Она не подвержена коррозии и не вступает в химические реакции в кислотной и щелочных средах.

- арматура базальтопластиковая (АБП). В её основе базальтовое (каменное) волокно пропитанное связующим из термореактивных смол. Арматура базальтовая обладает почти теми же характеристиками, что и стеклопластиковая. Отличительной особенностью базальтовой арматуры является то, что она более устойчива к агрессивному воздействию кислотных и щелочных сред. Термостойкость арматуры базальтовой такая же, как и стеклопластиковой. Не зависимо от того, что волокно базальтовое материал огнестойкий, полимерное связующее, которым он пропитан при температуре свыше 160 градусов начинает разлагаться.

- арматура углепластиковая (АУП). Изготавливается из углеводородных волокон. Арматура углепластиковая в настоящее время в строительстве используется мало. Для того, чтобы упорядочить производство арматуры композитной разработан ГОСТ 31938-2012 “Арматура композитная полимерная”. Арматура изготавливается в виде прутков диаметрами от 4 до 32 мм. При изготовлении арматуры композитной ее поверхности покрывают песком или по всей длине формируются ребра в виде навитой спирали, которые обеспечивают надежное соединение с бетоном. Чем отличается арматура композитная от стальной?

- Композитная арматура в 4 – 5 раз легче арматуры из стали, что значительно сокращает транспортные расходы.

- Предел прочности арматуры композитной арматуры при растяжении составляет 1200 – 1300 МПа. У арматуры стальной он 390 МПа.

- Композитная арматура не пропускает тепло. При армировании ограждающих конструкций стен и покрытий мостики холода не образуются.

- Композитная арматура не взаимодействует с кислотными и щелочными средами, что позволяет использовать арматуру композитную в гидротехническом, дорожном строительстве, строительстве объектов химической промышленности.

- Композитная арматура является хорошим диэлектриком и кроме того не взаимодействует с магнитными полями, что открывает перспективу использования арматуры композитной для проектирования и строительства специальных сооружений.

- Долговечность. Композитная арматура не подвержена коррозии и не разлагается под воздействием кислотных и щелочных сред.

Безусловно, существует ряд ограничений для проектирования конструкций армированных композитной арматуры.

- Не свариваемость, что существенно ограничивает её использование, особенно в сборных железобетонных конструкциях. 

- Большое линейное удлинение при растяжении, что ограничивает применение композитной арматуры без предварительного напряжения в несущих конструкциях.

- Низкий предел огнестойкости обусловленный применением полимерного связующего в составе композитной арматуры.

Эти характеристики в совокупности с низкой стоимостью делают привлекательным использование арматуры композитной с инженерной, а так же с экономической точек зрения.

Применение композитной арматуры в конструкциях и изделиях из бетона, методы их расчета регламентированы в СНиП 52-01-2003 “Бетонные и железобетонные конструкции”. Арматура композитная используется для строительства и гражданских и промышленных объектов. Наиболее активно она используется в строительстве малоэтажных зданий и коттеджей при армировании фундаментов, стен, колонн, бетонных оснований и покрытий. При строительстве дорог сетками из композитной арматуры укрепляют откосы и основания дорог. Эффективно использование композитной арматуры для производства берегоукрепительных работ и строительства гидротехнических сооружений.

Композитная арматура. Стекло прочнее металла?

В истории человечества технологии производства строительных материалов никогда не стояли на месте, различными темпами двигаясь вперёд, отвечая на потребности растущего населения. В приоритете всегда ставилась быстрота изготовления и монтажа изделий, долговечность, а также уменьшение их стоимости путём использования более дешёвых ресурсов. Исключением не стало изобретение и применение композитной арматуры. Когда в далёких шестидесятых годах двадцатого века первые образцы этого уникального строительного материала поступили на стройку, немногие верили, что пришла замена, казавшейся тогда незыблемой традиционной стальной арматуре. Но как показало время, их сомнения не подтвердились. Композитная арматура заняла достойную нишу и широко используется в наши дни во всём мире. Основной компонент этой арматуры – стеклоровинг, который представляет собой прядь белого цвета, состоящую из некрученых нитей стекловолокна. Эти нити связанны между собой полимером на основе эпоксидной смолы.

Для удобства доставки арматуру скручивают в бухту, длина которой может зависеть от пожеланий заказчика. Композитная арматура устойчива к деформации и достаточно гибкая, что позволяет ей при разматывании бухты выпрямляться, как пружина, и за недолгое время принять свой первоначальный вид. Композитная арматура имеет несомненное преимущество над своим металлическим аналогом. Композитная арматура не знакома с коррозией, электропроводностью и усталостью металлов, её вес меньше примерно в 5 раз, что при компактных размерах не создаёт лишних хлопот при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах. При испытаниях на разрыв она обошла на прочность многие классы стальной арматуры. Среди других достоинств этой арматуры следует выделить её кислостойкость и защиту от воздействия морской воды, практически полное отсутствие теплопроводности, радиопрозрачность. Композитная арматура не теряет своих свойств при сверхнизких или сверхвысоких температур (их диапазон колеблется от -70 до +90 градусов по Цельсию), а также под воздействием электромагнитных полей. Конструкции, построенные с её помощью, служат в среднем 70 лет, что в два раза выше, чем при использовании стальной арматуры.

Композитная арматура используется повсеместно при строительстве различных сооружений. Благодаря износостойким качествам и защите от едких жидкостей, ей отдают предпочтение при возведении морских и береговых сооружений, в некоторых компонентах химической инфраструктуры, дабы снизить вероятность утечки вредных веществ. С годами она всё больше находит своё применение при восстановительных и ремонтных работах, в дорожном и железнодорожном строительстве, при возведении мостов, домов, узлов канализации и водоканала. Со временем этот список только удлиняется, так как композитная арматура находит всё новые области своего применения.

В наши дни технология производства композитной арматуры настолько высока, что позволило не только существенно снизить затраты на её изготовление, но и превзойти по дешевизне металлического аналога. Поэтому многие заказчики, уже оценившие преимущества этого материала, оставляют только положительные отзывы, что, несомненно, ведёт к ещё большему наращиванию использования именно этого вида арматуры в различных областях промышленного и гражданского строительства.