Как называется пластиковая арматура. Что такое пластиковая арматура? Из чего изготавливается

После изобретения композитной арматуры, плюсы и минусы нового материала некоторое время оставались предметом жарких споров. Но практика показала, что техническо-эксплуатационные характеристики материала позволяют ему успешно конкурировать с классической стальной арматурой. Для производства композитной арматуры используются волокна, пропитанные особым веществом - затвердителем.

Как и стальная, композитная конструкция имеет ребра для повышения показателя сцепления с бетоном. В некоторых случаях ребра заменяют песочным напылением.

Виды композитной арматуры

Производство армирующих прутьев этого вида ведется из разных волокон. Эта особенность и определяет вид композитной арматуры:

Углепластиковая и кевларовая арматура отличается от остальных видов повышенными характеристиками модуля упругости. Эти материалы отличаются очень высокой ценой и используются в основном при строительстве военных объектов. Гражданское строительство предпочитает применять стеклопластиковую арматуру. Она является оптимальным сочетанием технических характеристик и доступной цены.

Плюсы композитной арматуры

Все потребители отмечают сравнительно легких вес материала. В среднем на один погонный метр приходится всего 0,07 кг. Стеклопластиковая арматура в 5 раз легче металлической. Эта особенность упрощает транспортировку материала, его укладку. При монтаже достаточно использования вязальной проволоки или пластиковых хомутов, чтобы получить прочную конструкцию.

При строительстве медицинских центров, лабораторий, испытательных комплексов все чаще используется именно композитная арматура благодаря ее диэлектрическим свойствам. Она инертна к:

• электричеству;
• магнитному полю;
• радиоволнам.

Химическая устойчивость материала позволяет успешно использовать его в районах с повышенной щелочностью и кислотностью почв. При этом фундамент сохраняет свои свойства даже после частичного повреждения бетона. Стеклопластиковая арматура устойчива к действию кислот и щелочей, к которым относят морскую воду, растворители, битум, бетонное молочко. При этом наблюдается и высокая коррозионная устойчивость. Термореактивные смолы не вступают в реакцию с водой, поэтому композитная арматура не подвержена окислению.

Возможность расслоения бетона из-за резких перепадов температур при использовании композитной арматуры сведена к минимуму. Это объясняется близким значением индекса температурного расширения для стеклокомпозита и бетона.

Недостатки композитного материала

Стеклопластиковая арматура недостатки имеет в небольшом количестве, но каждый из них накладывает определенные ограничения на работу с ней. Например, с ней можно работать только при температуре выше -10°С. Это связано с тем, что при более низких температурах материал становится хрупким, не выдерживая даже минимальных нагрузок.

При механическом способе заливки бетона конструкция из композитного материала отличается слабой устойчивостью. При ручном способе заливки с этой проблемой справиться проще.

У стеклопластиковой арматуры характеристики модульной упругости значительно ниже, чем у стали. В случае со стеклопластиком модуль упругости отличается в 4 раза. При малейшем дефекте размещения арматуры этот показатель способен стать причиной растрескивания или расслоения из-за слабой работы материала на растяжение. Мастерам и инженерам при работе необходимо проводить дополнительные расчеты, чтобы обеспечить конструкции высокую прочность.

Стеклокомпозит не справляется с повышенными нагрузками, например, криволинейными областями, точки вывода для связки со стенами. Подобные участки требуют работы с металлом.

По отзыву мастеров к недостаткам материала следует отнести и другие особенности работы с ним:

При этом производители нередко готовы предложить уже готовые изогнутые детали разных размеров. Исследования с целью поиска способа повышения прочности композитного материала, ведутся до сих пор. На рынке уже представлены различные варианты, серьезно отличающиеся по своим свойствам.

Сравнение металлической и композитной арматуры

Плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры проще выделить при сравнении основных характеристик с металлом. Главной проблемой железобетонных конструкций считается коррозия металлических элементов. В процессе работы нередко прибегают к дополнительным затратам на грунтовочные смеси, но даже они не способны защитить металл от ржавчины. Ржавчина способствует разрушению бетона.

Преимуществом композитных материалов является и их показатель прочности на разрыв. Металл уступает в 3 раза. Небольшой вес позволяет экономить на доставке и рабочей силе при погрузке или разгрузке. Если композитные пруты специалисты нарезают непосредственно на строительном объекте, то заказчик получает возможность сэкономить на обрезках материала. В теплую погоду композитные волокна любой толщины легко режутся кусачками или болторезом.

Материал устойчив к перепадам температуры. При этом стеклопластик из-за своего индекса теплового расширения не провоцирует дефектов бетона. Это еще один плюс в пользу композитных конструкций. Низкий модуль упругости стеклопластиковой арматуры с успехом компенсируется снижением теплопотерь. В отличие от металла, композитные волокна не провоцируют появления мостиков холода в бетоне.

Многие мастера в свой отзыв о свойствах композитных конструкций включают указание на возможность полного замещения металла стеклопластиком. Его уже уверено применяют при:

По отзыву потребителей стеклопластиковая арматура намного экономичнее металлической. При этом цена за погонный метр композитного волокна немного выше, чем за сталь. Выгода достигается отсутствием обрезков, удобством хранения, транспортировки, отсутствием необходимости проведения сварочных работ и дополнительной обработки конструкции специальными защитными составами.

Преимуществ стеклопластиковой арматуры достаточно, но для меня она имеет один существенный недостаток. При распилке поднимает пыль с мелкими частичками стекла. Не всегда есть возможность работать в плотных очках и респираторе, поэтому после пилки ощущение, что в горле и носу миллион стеклянных заноз.

Иван. Бетонщик. Стаж 4 года

Собирались с мужем ставить баню. При покупке арматуры нас старательно пытались убедить сделать выбор в пользу стеклопластиковой, утверждая, что по отзыву специалистов, она лучше по многим показателям. У меня на глазах ребенок отломил от прута кусочек руками. Но продавец настаивал, что это нормально, ведь арматура должна выдерживать продольные нагрузки. В общем, я была категорически против, а муж соблазнился на низкую стоимость. Оказалось, что укладывать ее удобнее, чем металлическую. Фундамент мы залили и он уже 3 года успешно стоит под баней. Не полопался, не наклонился.

К композитной арматуре заказчики долгое время относились с подозрением. Но последние 5 лет она начала пользоваться популярностью. Соответственно и производить ее начали на многих заводах. Для привлечения внимания покупателя добавляют и различные красители и увеличивают количество обмоточных ребер. На практике же выяснилось, что некоторые цветовые пигменты ухудшают прочность волокна, а количество ребер влияет только стоимость. В остальном композитной арматурой доволен: работать с ней комфортно.

Олег. Бетонщик. Стаж 8 лет

Композитная арматура (из пластика) в последние годы часто составляет конкуренцию обычной стальной. Это объясняется рядом ее достоинств. Но у такого материала есть и свои недостатки, и особенности его применения. Часто реклама мешает объективной оценке того и другого, и сегодня в статье будут представлены характеристики этого материала, рассказано о его видах и сферах применения.

Материалы для изготовления

На сегодня рынок композитно арматуры представлен тремя видами таковой:

• стеклопластиковой ;
• базальтопластиково й;
• углепластиковой .

Арматура из стеклопластика

Первый вид арматуры делается из стеклопластика. Эта технология появилась в СССР около 50 лет назад. Тогда стал набирать обороты печатный монтаж в радиоэлектронике, и в качестве материала для плат стал использоваться текстолит, когда основой служила ткань, а скрепляющим составом - искусственная смола. Позже вместо обычной ткани стали использовать стекловолокно, и это расширило применение стеклопластика.

Он занял свое место в авиастроении, производстве мебели и товаров для дома, а иногда даже в военной промышленности. Постепенно он стал применяться и в строительстве, и стеклопластиковая арматура стала отличным вариантом для каркасов фундаментов, работающих в агрессивных условиях - например, в воде.

Материалами для стеклопластика служат стекло и эпоксидная смола.

Это материал содержит не стекловолокно, а базальтовое. Технология его изготовления проще, чем стеклянного, ведь для производства стекла требуется несколько видов сырья, а для базальтопластика - только базальт.

По сравнению с предыдущим композитом, базальтопластик отличается более высоким модулем упругости и пределом прочности, обладает меньшей теплопроводностью, но несколько большим весом.

Углепластик из карбонового волокна

Изготавливают его из карбонового волокна и тех же смол, но материал этот дорог. Связано это с технологией производства карбоновой нити - основы таких материалов. Технологический процесс требует точного соблюдений параметров температуры и времени обработки, поскольку исходным сырьем для них служат органические волокна.

Углепластики активно используются в автомобилестроении, производстве спортивных товаров, авиа- и судостроении, науке.

Углепластиковая арматура прочнее стеклопластиковой и имеет больший модуль упругости, но не лишена и недостатков. Так, велика хрупкость этого материала, что не позволяет использовать его в длинных напряженных конструкциях вроде плит перекрытий.

Технология производства композитной арматуры

Существуют три способа изготовления арматурных стержней из композита. Они имеют английские названия, которые отражают суть технологии.

Нидлтрузия - это скрутка отдельных волокон в одно с одновременной пропиткой и оплеткой. Позволяет удешевить процесс ввиду высокой скорости таких технологических линий. Придание характерного для арматуры рельефа достигается обмоткой нитями периодического профиля. Чем толще арматура, тем большее число нитей используется. Так, пруты до 10 мм сечением обматываются одной нитью, от 10 до 18 - двумя, а выше - четырьмя. Изделия, изготовленные по такому методу, имеют хорошее сцепление с бетоном благодаря своему рельефу - и это при том, что у композитных материалов низкий коэффициент сцепления.

Метод плейнтрузии заключается в предварительной формовке основного стержня и последующей обмотки его спирально в двух направлениях.

Самый старый способ изготовления композитной арматуры - пултрузия . Она представляет собой протяжку сформованного, пропитанного и уже отвердевшего волокна через систему фильер, которые при температуре полимеризации пластика окончательно придают арматуре нужную форму и вытягивают ее. Этот способ отличает более низкая скорость производства и более высокая себестоимость.

Сравнение качественных характеристик

Чтобы сравнить различные виды композита, а также провести сравнение их со сталью, можно воспользоваться следующей таблицей.

Помимо этого, композитная арматура обладает таким свойством, как хрупкость , что отличает ее от стальной в худшую сторону. Из-за этого, а также ввиду своей неустойчивости к высоким температурам, она не применяется в конструкциях, испытывающих сильные изгибающие нагрузки и в тех местах, которые подвержены риску пожаров .

Достоинства материала

Композитная арматура имеет ряд преимуществ перед стандартной стальной. К ним относятся:

• Повышенная прочность на растяжение . Она может в разы превышать таковую у стали.
• Устойчивость к коррозии . Пластмассовая арматура не ржавеет.
• Низкий коэффициент теплопередачи. В отличие от металла, пластик не создает мостиков холода .
• Пластиковая арматура не работает как антенна - ведь она представляет собой диэлектрик и диамагнетик. Поэтому вероятность радиопомех в сооружениях с таким армированием нулевая.
• Малый удельный вес . Стальная арматура в несколько раз тяжелее.
• Температурный коэффициент расширения тот же, что и у бетона , поэтому образование трещин по этой причине исключено.

Недостатки композитных материалов

Достоинства композитных материалов часто не могут быть полностью раскрыты из-за недостатков, которые обнаруживают себя в ряде случаев применения. Это прежде всего:

• Низкий модуль упругости . Пластиковая арматура не жёсткая, упругая деформация ее находится в низких пределах (то есть способность вернуться к изначальной форме после прекращения нагрузки ниже).
• Хрупкость . При приложении изгибающих усилий такая арматура не гнется, а ломается. В связи с этим загнуть ее без нагрева невозможно.
• Низкая термостойкость . Стеклопластик при достижении 150 градусов теряет свои положительные свойства, а при 300 - просто разрушается, при этом выделяя токсические вещества. Углепластики имеют более высокие рабочие и предельные температуры, поскольку сами по себе дороги и полимеры при их изготовлении используются более дорогие, но и хрупкость у них выше, чем у других видов. Сталь может работать до 600-750 градусов, прежде чем начнет размягчаться и плавиться.

Применение композитной арматуры

Композитные изделия очень хорошо зарекомендовали себя там, где статические нагрузки сочетаются с агрессивной средой - например, в гидротехнических сооружениях. Иногда такая арматура применяется сама по себе, иногда - вместе со стальной, что помогает использовать достоинства обоих видов и компенсировать недостатки друг друга.

Изделия из пластиков в виде сеток активно замещают стальные в кирпичной кладке с облицовкой, где предусмотрен воздушный зазор. Стальные сетки постепенно подвергаются коррозии, и иногда это приводит к плачевным последствиям (может отвалиться кусок облицовки). Композит лишен такого недостатка.

Равнозначная замена

Если рассматривать таблицу в предыдущей главе и технические характеристики конкретных изделий, то вопрос о равнозначности решается в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться конструкция из армированного бетона.

Да, действительно, по прочности на разрыв стальная арматура в поперечном сечении 12 мм может быть заменена на стеклопластиковую 8 мм, а стальная 18 - стеклопластиковой 14. Но все это актуально тогда, когда эта арматура нужна исключительно для удерживания конструкции от расползания под нагрузкой. Проще говоря, так можно делать ленточные и плитные фундаменты.

А вот в ситуациях, когда имеет место прогиб, это правило не работает. Так, для изготовления перемычки или плиты перекрытия требуется увеличить число стержней в 4 раза - ведь модуль упругости у композита во столько же раз меньше. При усилении нагрузок в середине армированной композитом плиты она действительно не лопнет, но вот прогнется больше, и итогом может стать падение кусков бетона на голову.

Низкий предел упругости мешает использовать композиты при армировании бетонных столбов. Предел прочности бетона на сжатие достаточно высок, но при повышенных нагрузках на небольшую единицу площади, особенно если они неравномерны, модуль упругости может иметь реальное значение при сопротивлении разрушению.

На данный момент использование полимерной арматуры регламентировано СНИП 5201–2003, и в него внесены изменения в виде поправочных коэффициентов для расчета такой арматуры в различных условиях эксплуатации (приложение Л от 2012 года).

Основные нюансы продукции

За последние годы количество фирм, выпускающих композитную арматуру (особенно стеклопластиковую), выросло во много раз, а вот качество их продукции оставляет желать лучшего. Вот несколько способов распознать брак:

• Обратите внимание на цвет продукции. Качественная арматура в одной партии всегда одного цвета. Если это не так - значит, был нарушен температурный режим при производстве.
• Трещин и расслоений быть не должно. Их легко увидеть на срезе.
• Разрывы волокон снижают заявленные характеристики. Их тоже видно невооруженным глазом.
• Неравномерный профиль (навивка). Скорее всего, при производстве использовалось старое оборудование, где нарушена непрерывность.

Сейчас требования к композитным материалам будут ужесточаться. Стальной прокат дорожает, и пластиковая арматура имеет все шансы вытеснить стальную из достаточно большого сегмента рынка. Несомненно, этим пользуются не совсем добросовестные производители, поэтому следует быть начеку.

Армирование бетонных монолитных конструкций пластиковыми материалами находит все более широкое применение в строительстве. Это объясняется такими эксплуатационными качествами как высокая прочность, долговечность и отсутствие коррозии. Последнее обстоятельство является особенно важным при возведении гидротехнических сооружений, мостов и фундаментных оснований.

Производители строительных материалов выпускают 5 видов композитной арматуры из пластика:

• стеклокомпозитную или стеклопластиковую – АСК;
• углекомпозитную – АУК;
• базальтокомпозитную – АБК;
• арамидокомпозитную – ААК;
• комбинированную – АКК.

Из названия можно понять, какой материал является базовой основой для изготовления пластиковой арматуры.

Общее описание и технология изготовления

Благодаря низкой стоимости и хорошим эксплуатационным качествам, наибольшее распространение получила арматура из стекловолокна. Ее прочность немного ниже, чем у других композитов, но снижение затрат оправдывает ее применение. Для его изготовления используют:

• штапельное стекловолокно;
• эпоксидные термореактивные смолы в качестве связующего;
• специальные полимерные добавки для повышения прочности и улучшения других характеристик.

Композитная стеклопластиковая арматура для фундамента может иметь гладкую или рифленую поверхность. По технологии изготовления первоначально из стекловолокна формируют жгуты необходимого диаметра и пропитывают их эпоксидной смолой. После, для получения рифленого переменного сечения, поверхность гладкого прута обматывают по спирали шнуром, который так же сплетен из стекловолокон. Затем полученные заготовки полимеризируют в печи при высокой температуре и, после охлаждения, режут на прямые отрезки или сматывают в бухты.

Технические характеристики

Производство периодического профиля и технические характеристики стеклопластиковой арматуры регламентируются ГОСТ 31938-2012. Стандарт определяет:

• виды пластиковой арматуры в зависимости от применяемых материалов;
• номинальные диаметры в пределах от 4 до 32 мм;
• длину прямых стержней от 0,5 до 12 метров;
• возможность поставки материалов в бухтах при диаметре до 8 мм включительно;
• маркировку и условные обозначения;
• способы контроля качества;
• правила хранения и транспортировки.

Характеристика видов композитной арматуры.

Вес материала зависит от величины поперечного сечения и может находиться в пределах от 0,02 до 0,42 кг/м.

Вес пластиковой арматуры.

Данные о предельной прочности и упругости, приведенные в ГОСТ, показывают, что эти параметры превышают характеристики стального проката при одинаковых диаметрах. Это позволяет использовать полимерную арматуру в особо ответственных конструкциях или при необходимости уменьшения сечений армирующих материалов.

Область и способ применения

Пластиковая арматура является современной альтернативой металлическому прокату. Одинаковая форма прутов позволяет ее использование по технологии аналогично стальной. Арматурный каркас из композитной пластиковой арматуры формируется в виде плоской сетки или пространственной конструкции, предназначенной для усиления и повышения прочности железобетонных монолитов.

Полимерные армирующие материалы применяют при строительстве дорог, мостов, гидротехнических сооружений, колонн, стен, перекрытий, фундаментов и других монолитных конструкций.

Основная нагрузка приходится на продольные пруты конструкции. Они имеют большее сечение и расположены на расстоянии не более 300 мм друг от друга. Вертикальные и поперечные элементы могут находиться на расстоянии 0,5-0,8 м. Соединение отдельных прутов в местах пересечений осуществляется при помощи полимерных стяжек или вязальной проволоки. Стыковка отдельных стержней на одной горизонтальной линии осуществляется внахлест.

Преимущества пластиковой арматуры

При сравнении композитных прутов с металлическими (сравнение мы уже проводили в этой статье), явно определяется ряд плюсов и минусов пластиковой арматуры. К ним относят:

• уменьшение веса арматурного каркаса в 5-7 раз;
• более высокую прочность, позволяющую уменьшить диаметр стержней;
• устойчивость к коррозии и химическим веществам в составе бетона;
• простой монтаж и высокая скорость сборки армирующих каркасов;
• упрощенная технология создания конструкций круглой и овальной формы;
• отличные диэлектрические и теплоизоляционные свойства;
• удобство транспортировки.

Кроме этого, следует отметить неограниченную длину прутов у материалов, поставляемых в бухтах, а так же простой раскрой заготовок необходимой длины.

Арматура, изготовленная на основе стеклопластика, на 20-30% уступает по прочности другим композитам, но существенно дешевле. Поэтому такой материал пользуется более высоким спросом в строительстве.

Недостатки

В числе главных минусов композитных армирующих материалов специалисты называют:

• низкую предельную температуру использования, не превышающую 60-70°C;
• слабую механическую устойчивость при поперечных нагрузках;
• невозможность сгиба с малым углом закругления и необходимость использования специальных элементов.

Следует отметить отсутствие нормативной базы на применение полимеров для армирования бетона и, зачастую, недостоверные технические данные от изготовителя материала. Это затрудняет проведение расчетов и вынуждает собирать конструкции с запасом прочности.

Технология армирования фундаментов композитными материалами

Небольшой вес пластиковой арматуры для фундамента упрощает процесс сборки арматурного каркаса любой конструкции. При этом, благодаря повышенной прочности материала, диаметр поперечного сечения берется на один номер меньше, чем для металлических аналогов.

Технологический процесс монтажа бетонных монолитных конструкций с применением полимерных стержней состоит из следующих этапов:

1. установка опалубки и отметка уровня заливки бетонной смеси;
2. сборка и установка армирующего каркаса;
3. заливка бетона в опалубку;
4. снятие опалубочных щитов.

Работы по монтажу армированных монолитных конструкций необходимо выполнять в соответствии с принятыми проектными решениями. Конфигурация палубы должна полностью соответствовать размерам и форме фундамента. В качестве опалубочного материала можно использовать штатные щиты заводского изготовления, доски, влагостойкую фанеру или ДСП. Для несъемной опалубки чаще всего применяют листовой пенополистирол.

После сборки и закрепления опалубочных щитов, на их внутренней стороне, при помощи водяного уровня, делают отметки верхнего предела заливки бетонной смеси. Это сократит время выполнения работы и поможет более равномерно распределить бетон.

Пространственный армирующий каркас для ленточного фундамента

Схема армирования фундамента, укладки и диаметр прутьев всегда указываются в проекте. Применение композитной арматуры, особенно на основе углеволокна, позволяет уменьшить диаметр стержней на один размер. Укладка материала должна точно соответствовать расчетным данным. Сборка каркаса производится на ровной площадке.

Работа начинается с нарезки заготовок. Для этого из бухты отматывают отрезки необходимой длины и устанавливают из на подставки на высоте 35-50 мм над опорной подушкой или грунтом. После этого укладываются поперечные перемычки, согласно чертежу, и в местах пересечений связываются проволокой или стяжками. Таким образом будет собран нижний ряд пространственного арматурного каркаса.

На следующем этапе необходимо собрать решетку, полностью аналогичную первой, уложить ее сверху и после этого нарезать вертикальные стойки проектной длины. Первая стойка привязывается на углу плоских решеток, вторая — на соседнем пересечении, в итоге так постепенно образуется пространственная конструкция. Если горизонтальных рядов больше, то вторая решетка фиксируется на нужной высоте, а потом закрепляется следующая. Вертикальная стойка в этом случае представляет собой один целый отрезок.

При сборке каркаса необходимо помнить, что концы арматурных прутов должны находиться от опалубки на расстоянии 35-50 мм. Это создаст защитный слой бетона и увеличит эксплуатационный срок конструкции. С этой целью очень удобно использовать специальные пластиковые фиксаторы.

Пластиковые фиксаторы.

На дно траншеи необходимо насыпать песчано-щебеночную подушку и хорошо ее утрамбовать. После этого слой песка рекомендуется накрыть геотекстилем или гидроизолирующим материалом. Это предотвратит поступление влаги к бетону и прорастание сорных растений.

Горизонтальное армирование плитных фундаментов

При заливке фундаментных оснований плитного типа применяют технологию горизонтального армирования. Ее главная особенность заключается в отсутствии поворотных и примыкающих участков. Обычно это две сетки, расположенные друг над другом из длинных прямых прутов и вертикальных стоек.

Все работы выполняются по месту. Сначала, по проектному чертежу, вяжется нижняя сетка, а поверх нее укладывается верхняя. После этого устанавливаются вертикальные стойки, как было рассказано для ленточных конструкций. Нижняя сетка должна быть обязательно установлена на подставки.

Заливка бетона на пластиковый арматурный каркас

Технологически заливка бетонной смеси ничем не отличается от работ при использовании стальной арматуры. Однако, учитывая меньшую прочность материала при боковом радиальном воздействии, уплотнение вибратором следует производить осторожно, чтобы не нарушить целостности пластиковых прутов.

Современные строительные технологии предусматривают использование новых материалов, обладающих улучшенными характеристиками. Одна из последних разработок научных и строительных организаций – пластиковая арматура. Благодаря комплексу эксплуатационных свойств, она успешно соперничает с металлическими прутками, которые постепенно разрушаются в результате коррозионных процессов. Стеклоарматура используется для обеспечения повышенного запаса прочности конструкций из бетона, контактирующих с пресной и соленой водой, а также агрессивными средами.

Композитная арматура – стеклопластиковый материал для усиления бетона

Композитная стеклопластиковая арматура представляет собой новый стройматериал, изготовленный из различных волокон:

• базальтовых;
• стеклянных;
• полиамидных;
• карбоновых.

Стеклопластиковая арматура представляет собой строительный материал, созданный на основе связанных сложным составом волокон

Название полимерной арматуры определяется разновидностью применяемых волокон:

• базальтопластиковые прутки производятся из базальтовой нити;
• стекловолоконная арматура изготавливается на базе стеклянного волокна.

Начинающие застройщики интересуются, можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для фундамента, а также, как ведет себя арматура из стекловолокна в газобетонных стенах. Современная технология изготовления, предусматривающая пропитку пучка волокон термопластичной смесью на базе полимерных компонентов, обеспечивает требуемую прочность готовой продукции.

Полимеризуясь при повышенной температуре, собранные в пучок нити застывают и приобретают необходимую форму. Комбинирование волоконных нитей позволяет повысить эксплуатационные свойства.

Улучшенное сцепление стеклоарматуры с бетоном обеспечивается путем нанесения на внешнюю поверхность полимерных стержней следующих материалов:

• мелкофракционного песка;
• мраморных частиц;
• измельченного гранита.

Поперечные или спиралеобразные рифления повышают прочность арматуры и улучшают сцепление с бетонным массивом.

Волокна связываются между собой полиэфирными смолами композита

Пластиковая арматура – особенности стройматериала

Пластиковая арматура, предназначенная для повышения прочности конструкции из бетона, имеет свои особенности.

Главное отличие данного материала – легкий вес, а также двухслойная конструкция:

• внутренний слой представляет собой сердцевину прутка, состоящую из продольных нитей, залитых композитной смесью. Сердцевина повышает сопротивляемость материала влиянию разрывающих и сжимающих нагрузок;
• внешний слой сформирован группой нитей, закрученных по спирали. Характерное расположение наружных волокон повышает стойкость прутков к кручению, а также улучшает контакт полимерной арматуры с бетоном.

Полимерные нити повышают рабочие свойства композитных стержней, которые успешно конкурируют со стандартной металлической арматурой. Отличительные особенности стеклоарматуры:

• пониженная в 4-5 раз масса по сравнению со стальными стержнями. Основное преимущество материала позволяет облегчить работы и уменьшить расходы, связанные с транспортировкой;
• полимерный материал по стойкости к растяжению двукратно превосходит сталь. Это позволяет с уменьшенными параметрами наружного диаметра обеспечивать требуемый запас прочности;
• устойчивость к коррозионному разрушению и нейтральность к воздействию агрессивных жидкостей. Полимерные прутки сохраняют свои свойства во влажной среде;
• уменьшенный по сравнению со сталью коэффициент теплопроводности. Полимерный материал позволяет осуществлять строительство и ремонт домов, предотвращая образование перемычек холода;
• возможность сборки силовых каркасов без электрической сварки. Это упрощает процесс фиксации прутков, а также снижает объем затрат.

Для производства этой строительной арматуры используется стеклопластик

Особенности конструкции и эксплуатационные характеристики позволяют использовать стеклоарматуру вместо стальных прутков для решения широкого комплекса задач.

Стеклоарматура – виды стержней

Пластиковая арматура производится из разных видов нитей. Применяются следующие разновидности композитных стержней:

• стеклопластиковые, обозначаемые сокращенно АСП. Сердцевина выполнена из стеклянных волокон, обладающих повышенной стойкостью к влиянию влаги. Изделия применяются для повышения прочности фундаментных оснований и дорожных покрытий;
• базальтопластиковые, маркируемые АБП. Легко отличаются по черному цвету базальтовых волокон. Стержни из базальтопластика превосходят стеклопластиковые прутки по способности воспринимать растягивающие нагрузки, а также величине упругой деформации;
• углепластиковые стержни с маркировкой УГП изготовлены на основе карбона, применяемого при производстве бетонных композитов. Повышенный уровень затрат на приобретение углепластиковой арматуры компенсируется рабочими свойствами материала, а также легкостью работы с ним;
• комбинированные. Арматура с индексом АКК изготовлена из базальтовых и стеклянных волокон, характеризуется повышенными прочностными свойствами. Полимерные прутки АКК на стеклобазальтовой основе используют для специальных целей.

Выбор композитных стержней осуществляется в зависимости от сложности поставленных задач.

Существуют различные вариации моделей арматуры, причем некоторые из них довольно необычны

Как изготавливается пластиковая арматура

Процесс производства полимерной арматуры осуществляется на автоматизированных линиях и предусматривает следующие стадии:

1. Заполнение бункера подающего модуля полимерным составом.
2. Подачу композитных волокон и обеспечения равномерного натяжения.
3. Термическую обработку материала для удаления воды и включений масла.
4. Загрузку полимерных волокон в резервуар с нагретыми связующими ингредиентами.
5. Протягивание пропитанных нитей через насадку, осуществляющую их навивку.
6. Полимеризацию исходного материала в печи при высокой температуре.
7. Охлаждение полученных прутков и разрезание их на заготовки требуемых размеров.

Характеристики оборудования гарантируют качество получаемой продукции.

Область применения стеклоарматуры

Полимерная арматура используется для решения различных задач:

• производства композитных бетонов, используемых для постройки монолитных конструкций;
• сооружения фундаментных основ зданий и заливки монолитных плит;
• повышения прочности стен, построенных из кирпича;

Сфера применения этого строительного материала обширна

• строительства портовых объектов и специальных конструкций по укреплению береговой линии;
• сооружения покрытий автомобильных дорог и усиления бетонных откосов;
• постройки оградительных конструкций для железнодорожных и транспортных магистралей;
• производства изделий из бетона, нуждающихся в преднапряженном ;
• строительства транспортных развязок, мостов, путепроводов и эстакад;
• сооружения бетонных конструкций в сейсмических зонах.

Пластиковые стержни не нуждаются в устройстве гидроизоляции независимо от выбора схемы армирования конструкций. Применение для армирования бетона арматуры из стеклопластика и использование полимерных стержней осуществляется на основании предварительно выполненных вычислений. Техникой расчета усиленного бетона для строительства владеют работники специализированных организаций.

Достоинства стеклоарматуры

Застройщики интересуются, какие имеет пластиковая арматура плюсы и минусы. Как и все строительные материалы имеет стеклопластиковая арматура недостатки и преимущества. Главные достоинства стеклоарматуры:

• увеличенный запас прочности;
• приемлемый уровень цен;
• небольшой вес прутков;
• стойкость к коррозии;
• устойчивость к агрессивным средам;
• уменьшенная теплопроводность;

Пластиковая арматура в строительстве сегодня используется все чаще, что связано с ее уникальными характеристиками

• экологическая чистота;
• продолжительный период эксплуатации;
• легкость механической обработки;
• удобный вариант поставки;
• возможность сборки каркасов без применения сварки;
• сохранение свойств при отрицательных температурах;
• диэлектрические характеристики.

Благодаря комплексу достоинств композитные стержни пользуются популярностью.

Слабые стороны стекловолоконных прутков

Наряду с достоинствами, имеет также стеклоарматура минусы.

Основные недостатки:

• уменьшение прочностных свойств при нагреве более 200 °C;
• повышенная вероятность возгорания при нагреве;
• недостаточно высокий модуль упругости;
• уменьшение прочностных свойств при эксплуатации и контакте со щелочами;
• невозможность гибки прутков без применения специальных технологических методов.

Указанные недостатки ограничивают сферу использования.

Железобетонные конструкции традиционно укрепляются металлическим прутом, но все популярнее становится альтернативный вариант – стеклопластиковая арматура. Она заменяет сталь благодаря высоким эксплуатационным и техническим характеристикам. Растущая популярность пластиковой арматуры объясняется и невысокой ценой по сравнению с металлическими аналогами.

Описание

Производство и характеристики, так называемой композитной арматуры для бетонных монолитов и конструкций, регламентировано разработанным по ISO 10406-1:2008 ГОСТ 31938-2012. На основу из специально подготовленного стекловолокна наматывается высокопрочная углеродная нить. Она улучшает адгезию с бетоном за счет своего спиралеобразного профиля.

Основным элементом композитной стеклопластиковой арматуры является ствол, изготавливаемый из прочных, расположенных параллельно друг к другу волокон, объединенных полимерной смолой, спеченной при высокой температуре. Ствол покрывается волокнистой структурой наносимой методом напыления или навивки в двух направлениях.

Согласно СНиП 52-01-2003 использование современной стеклопластиковой арматуры возможно в качестве полноценной замены металлическому армированию. Каждый производитель указывает технические условия на свою продукцию, которая может использоваться в стенах, перекрытиях, подвалах и других бетонных конструкциях. Обязательно предоставление сертификатов качества, основанных на экспертизах и протоколах испытаний в лабораториях.

Виды

Стеклопластиковая арматура классифицируется по типам используемых в производстве материалов. Это неметаллическое сырье минерального или искусственного происхождения. Промышленность предлагает следующие виды:

• Стеклокомпозит (АСП) – представляет собой термически обработанную смесь продольно расположенного стекловолокна и полимерных смол.
• Базальтовая арматура или базальтокомпозит (АБП) – делается из базальтовых волокон, соединенных между собой органическими смолами.
• Арматура углепластиковая или углекомпозитная (АУК) – обладает повышенной прочностью и изготавливается из углеводородных соединений. Она дороже композитной.
• Арамидокомпозит (ААК) – в основе полиамидные волокна наподобие капроновых нитей.
• Комбинированный композит (АКК) – в основе находится стержень из стекловолокна, на который плотно наматывается базальтопластик. Этот тип – не базальтопластиковая арматура, с чем ее путают, поскольку она имеет стекловолокнистый стержень.

Показатель	АСП	АБП	АУК	ААК
Предел прочности при растяжении, МПа	800-1000	800-1200	1400-2000	1400
Модуль упругости при растяжении, ГПа	45-50	50-60	130-150	70
Предел прочности при сжатии, МПа	300	300	300	300
Предел прочности при поперечном срезе, МПа	150	150	350	190

Производители предлагают большой выбор стеклопластиковой арматуры по толщине. Это дает возможность сделать как тонкую сетку в 4 мм, так и прочный армирующий каркас диаметром в 32 мм для несущих конструкции. Она поставляется в виде нарезных хлыстов или бухтами длиной до 100 м.

Этот материал выпускается двух видов профиля:

• Условно-гладкого. Сделана из основного стержня с напылением слоя кварцевого песка мелкой фракции, улучшающего адгезию с бетонной смесью;
• Периодического. Изготовлена из стержня, на который плотно наматывается стекловолоконный жгут, в результате чего на пруте появляются анкерные ребра, надежно удерживающие ее в толще бетона.

Преимущества и недостатки

Стекловолоконная арматура новый строительный материал, набирающий популярность, обладает характеристиками, позволяющими использовать ее для несущих конструкций. К ее преимуществам относят:

• Устойчивость к коррозии. Можно использовать стеклопластик в агрессивных средах. По этому показателю данный материал в 10 раз превосходит металл.
• Низкая теплопроводность, составляющая 0,35 Вт/м∙⁰С, что позволяет повысить теплоизоляцию бетонного монолита, устраняет риск появления мостиков холода. Для сравнения показатель теплопроводности у стали - 46 Вт/м∙⁰С.
• Высокое удельное сопротивление позволяет применять ее при строительстве мостов, железнодорожных конструкций, линий электропередач и других сооружений, где существует риск пробития электрическим током под высоким напряжением.
• Малый удельный вес, что позволяет снизить давление конструкций на поверхность грунта, фундамента. Средняя плотность этого материала 1,9 кг/м³, а у стали в четыре раза больше – 7,9 кг/м³.
• Стоимость армирования стеклопластиком почти в 2 раза ниже, чем металлическим прутом.
• Применение в широком диапазоне температур. Она не теряет своих свойств в при температурах от -60 до +90⁰С.
• В отличие от металла, стеклопластик имеет схожий с бетоном коэффициент термического расширения, поэтому монолит с таким армированием, при перепадах температуры не растрескивается.
• Для монтажа армирующей сетки не понадобится сварочный аппарат, ее достаточно соединить пластиковыми жгутами и фиксаторами.

Как любой материал, полимерная арматура на основе стеклопластика имеет недостатки, которые учитываются при эксплуатации:

• Недостаточная устойчивость стеклопластика к высоким температурам, смолы, применяемые для связи волокон, возгораются при температуре 200⁰С. Для частных домов или подсобных помещений это не проблема, но на промышленном объекте, где бетонный монолит должен быть огнеупорным, применение данной арматуры неприемлемо.

• Почти в 4 раза меньший показатель модуля упругости по сравнению со сталью.
• При подготовке сетки, согнуть композит под нужным углом практически невозможно, из-за низкой прочности на излом, такие элементы приходится заказывать на заводе.
• Один из минусов стеклопластиковой композитной арматуры – она не позволяет делать жесткое армирование, а его прочность со временем незначительно, но снижается.

Характеристики

Композитная арматура оценивается по техническим параметрам. Этот материал имеет сравнительно малую плотность. Поэтому вес погонного метра стеклопластиковой арматуры, в зависимости от диаметра - от 20 до 420 г.

Пластиковая арматура имеет постоянный шаг навивки - 15 мм. Это оптимальная величина, чтобы при минимальной затрате материала, обеспечить высокий уровень адгезии с бетонным раствором.

Технические характеристики арматуры из стеклопластика сведены в таблицу:

Плотность (кг/м³)	1.9
1200
Модуль упругости (МПа)	55 000
Относительное удлинение (%)	2.3
Зависимость «напряжение-деформация»	Прямая линия с упруголинейной зависимостью вплоть до разрушения
Линейное расширение (мм/м)	9-11
Устойчивость к коррозийным средам	Высокая, не ржавеет
Теплопроводность (Вт/м⁰С)	0.35
Электропроводность	Диэлектрик
Диаметр (мм)	4-32
Длина	Произвольная длина по требованию заказчика

Особенности производства и монтажа

Любой вид стеклопластиковой арматуры производится из сырьевого волокна, связанного полимерными смолами, в который добавляется отвердитель и ускоритель твердения. Все компоненты определяются производителями в зависимости от применяемых технологий, от типа и назначения элементов, которые будут армироваться изготовленной стеклопластиковой арматурой.

Материал производится на специальных технологических линиях. Сначала стекловолокно пропитывается смолой, отвердителем и ускорителем реакции. После этого оно пропускается через фильер, где отжимается лишняя смола. Тут же стекловолокно уплотняется, и приобретает форму – условно гладкую или с анкерными ребрами и технологически заданный диаметр.

На следующем этапе происходит вязка композитной стеклопластиковой арматуры – на нее наматывается дополнительная навивка в виде жгута, чтобы повысить адгезию. После этого она направляется в печь, где полимерные смолы с отвердителем схватываются. Полученные изделия укладываются в бухты или разрезаются на хлысты нужной длины.

Скрепляются прутки пластиковыми хомутами или зажимами. Край армирующей сетки должен отступать от опалубки на 50 мм, что позволит создать защитный слой из бетона . Это делается подручными средствами или пластиковых фиксаторов. Если прут выступает за пределы опалубки, ее нужно обрезать ножовкой по металлу или болгаркой с алмазным или абразивным кругом.

Согнуть стеклопластиковую арматуру на площадке без специального оборудования невозможно. После того, как на прут перестает действовать усилие, он снова возвращает первоначальную форму. Если размягчить его температурой, и все же согнуть, он потеряет расчетные характеристики. Единственный выход – заказать предварительно изогнутый стеклопластиковый элемент на заводе, в этом случае они полностью будут отвечать техническим и эксплуатационным требованиям.

Заключение

Композитная арматура вполне может заменить традиционную конструкцию из металла. Она превосходит стальное армирование по многим параметрам. Она используется при строительстве стен, фундаментов и других конструктивных элементов из блоков и кирпичей, все чаще ее применяют для армирования цельных бетонных монолитов.

Применение стеклопластиковой композитной арматуры существенно снижает массу конструктивных элементов, что позволяет дополнительно сэкономить на фундаменте. К ограничениям применения этого материала относят требования пожарной безопасности на отдельных промышленных предприятиях, в остальных случаях она является лучшей альтернативой металлу.