Арматура стеклопластиковая и металлическая: сравнение

Новым армированным элементом для выполнения строительных работ является высокопрочная неметаллическая арматура из композитных материалов.

Неметаллическая арматура выпускается в виде стержневой со спиральной рельефностью любой строительной длины из стеклянных волокон, пропитанных химически стойким полимером. Арматура, изготовленная из стеклянных волокон, называется стеклопластиковой АСП.

По результатам исследований долговечность строительных конструкций с использованием арматуры составляет не менее 100 лет.

Такая долговечность обусловлена высокой химической стойкостью арматуры ко всем известным агрессивным средам - газовая среда повышенных концентраций, хлористые соли, противогололедные реагенты, морская вода и т. д.

Сравнительные характеристики металлической и композитной арматуры

Таблица 1.

Характеристика	Металлическая арматура класса А-III (А400С)	Стекловолоконная арматура
1. Материал	сталь	стеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы
2. Предел прочности при растяжении, МПа	390	1100
3. Относительное удлинение, %	14	2.2
4. Плотность, т/куб.м	7	1.9
5. Коррозийная стойкость	коррозирует	нержавеющий материал
6. Теплопроводность	теплопроводна	нетеплопроводна
7. Электропроводность	электропроводна	диэлектрик
8. Выпускаемые профили, диам. мм	6-80	4-24
9. Длина, м	6-12	по заявке покупателя
10. Экологичность	экологична	не токсична, по степени воздействия на организм человека и окружающую среду относится к 4 классу опасности (малоопасные)
11. Долговечность	в соответствии со строительными нормами	прогнозируемая не менее 50 лет
12. Замена арматуры по физико-механическим свойствам, диам. мм	8 10 12 14 16 18 20	4 6 8 10 12 14 16
13. Экономика замены	арматура Ф10 А-III средняя цена 18.50 руб./п.м Ф12 А-III - 25.50 руб./п.м Ф14 А-III - 35.50 руб./п.м	равнопрочная замена диам. 6мм цена - 12 руб./п.м диам.8мм - 18 руб./п.м диам. 10мм - 24 руб./п.м
14. Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/кв.м	При использовании арматуры 8 А-III размер ячейки 14х14 см вес 5.5 кг/кв.м	При использовании арматуры диам. 8мм размер ячейки 23х23 см вес 0,61 кг/кв.м. Уменьшение веса в 9 раз.

Таблица 2.

Характеристики	Металлическая арматура А3 (А400С) ГОСТ 5781-82	Неметаллическая арматура
Временное сопротивление разрыву МПа	бв = 390; брасч= 360	АСП: бв= 1 000;брасч= 900
		АСП: бв = 1 200; брасч = 1 100
Модуль упругости, МПа	Ер= 200 000	АСП: Ер = 41 000
		АСП: Ер = 55 000
Характер поведения арматуры под нагрузкой (зависимость «б и Е»)	Площадка тягучести под нагрузкой	Упруго-линейная зависимость до разрушения
Относительное удлинение, Е, %	14	2,2
Плотность, γ, г/см3	7,8	1,9
Коррозионная стойкость	Коррозирует с выделением ржавчины	Не коррозирует
Теплопроводность	Теплопроводима	Нетеплопроводима
Электропроводность	Электропроводна	Неэлектропроводна
Теплостойкость		Испытана в среде горячего асфальтобетона (~ 2000С)и при пропаривании бетонных изделий (~ 1000С). Потери прочности не выявлено.
Морозостойкость		Испытана в климатической камере в режиме замерзания и оттаивания до температуры -550С в течении 100 циклов. Потери прочности не выявлено.

Замена металлической арматуры на неметаллическую композитную

Расчет и конструктирование бетонных изделий производятся в соответствии СНиП 52-01-2003 «бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», а также по «Рекомендации по расчету конструкций со стеклопластиковой арматурой Р-16-78 (НИИЖБ, 1978г.).

При проектировании строительных конструкций с использованием арматуры следует руководствоваться равенством нагрузок, прикладываемых к армирующим элементам. Порядок замены приведен в таблице 3.

Таблица 3.

Металлическая арматура А3 (А400С) ГОСТ 5781-82	Неметаллическая композитная арматура АСП
6 А3 Fсеч = 28,3 мм2; Ррасч = 10 200н	5 АСП Fсеч = 10,2 мм2; Ррасч = 10 200н
8 А3 Fсеч = 50,3 мм2 ; Ррасч= 18 100н	6 АСП Fсеч = 18,2 мм2 ; Ррасч= 18 100н
10 А3 Fсеч = 78,5 мм2 ; Ррасч= 28 300 н	7 АСП Fсеч = 28,3 мм2 ; Ррасч= 28 300 н
12 А3 Fсеч = 113,1 мм2 ; Ррасч= 40 720 н	8 АСП Fсеч = 40,7 мм2 ; Ррасч= 40 720 н
14 А3 Fсеч= 154 мм2; Ррасч= 55 450 н	10 АСП Fсеч = 55,5 мм2; Ррасч= 55 450 н
16 А3 Fсеч = 201 мм2; Ррасч= 72 360 н	11 АСП Fсеч= 72,4 мм2; Ррасч= 72 360 н
18 А3 Fсеч = 254 мм2; Ррасч= 91 450 н	12 АСП Fсеч = 91,5 мм2; Ррасч= 91 450 н
20 А3 Fсеч = 314 мм2; Ррасч= 113 040 н	13 АСП Fсеч = 113 мм2; Ррасч= 113 040 н
22 А3 Fсеч = 380 мм2; Ррасч= 136 800 н	14 АСП Fсеч = 137 мм2; Ррасч= 136 800 н

Fсеч –поперечное сечение арматуры, мм2

Ррасч- усилие растяжения арматуры при расчетном временном сопротивлении разрыву, н.

Неметаллическая арматура дешевле заменяемой металлической арматуры на 10-20%.

Сетки из композитной арматуры Сетки различных нагрузочных характеристик изготавливаются из стержней композитной арматуры диаметрами от 5 до 12 мм (рис. 1).

Крепления стержней сетки производиться полимерными фиксаторами, а также с помощью отожтеной металлической вязальной проволоки аналогично вязке сеток из металлической арматуры.

композитная арматура

Сетки, выполненные из стеклопластиковой композитной арматуры диаметром 5-12 мм, рассчитанные на нагрузки от 50 до 500кн/м (5-50 тонн/м), проведены в таблице 4.

Таблица 4.

Прочность на растяжение сетки, кН/м	Размер ячейки сетки, мм
Прочность на растяжение сетки, кН/м	5 АСП	6 АСП	7 АСП	8 АСП	10 АСП	12 АСП
50	200*200
100		200*200
200			150*150	200*200	300*300
300				150*150	200*200	300*300
400					150*150	200*200
500						150*150

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Дорожное строительство..

Изготовление бетонных плит для покрытий внутрипостроичных, объездных временных автомобильных и прочих дорог с полной заменой металлической арматуры на композитную арматуру.
Армирование асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Устраняет колейносить, предотвращает разрушение покрытия от образования различных трещин, обеспечивает гарантийный срок службы дороги.

Строительство насыпей на слабых основаниях (болота, грунты повышенной влажности), притрассовые проезди, временные дороги. Используется сетка из композитной арматуры 8-12 АСП.

Сетка 1 в основании дороги в сочетании с нетканым материалом 2 и сеткой 3 в средней части дороги.

Укрепление откосов насыпей, берегов водоемов.

Сетка 1 укреплена на откосе буронабивных сваях 2, армированных компазитной арматурой. Конструкция залита слоем бетона 3.

Промышленно – гражданское строительство.

Использование в бетонных конструкциях зданий и сооружений различного назначения работающих при систематических воздействиях температур не выше +1000С и не ниже -700С. При этом бетонные конструкции могут быть из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и поризованного бетонов, а также из напрягающего бетона.
Использование для изготовления гибких связей в слоистой кладке кирпичных зданий.
Ремонт поверхностей поврежденных железобетонных и кирпичных конструкций.