Стеклопластиковая арматура: характеристики, достоинства и недостатки

Области применения стеклопластиковой арматуры

Композитные материалы нашли применение в разных направлениях строительства. Рассмотрим основные из них.

Область применения	Особенности
Плиты фундамента	Является равнопрочной заменой металлическим конструкциям, позволяет существенно экономить время на монтаж. Шаг армирования сохраняется, стыки производятся внахлест.
Ленточный фундамент	Экономическая выгода от замены металла на пластик в ленточных фундаментах – до 45%. Вязка каркаса осуществляется вязальной проволокой.
Бетонные полы	Принципы армирования не отличаются от таковых при использовании металла, резка материала осуществляется болгаркой.
Отмостка	Отмостка с использованием армирующего композитного материала отличается высокими антикоррозийными характеристиками, не страдает от растрескивания.
Армопояс	Использование композитов в армировании кирпичных и блочных стен значительно повышает сейсмостойкость здания и защищает его от повреждений, связанных с неравномерной осадкой.
Плиты перекрытия	Для плит перекрытия рекомендуется комбинировать стеклопластик с традиционной металлической арматурой в нижнем слое. Стыки арматуры располагают в шахматном порядке.
Дорожное строительство	Композитные материалы значительно повышают прочность и долговечность дорожных покрытий, мостов, арок и пешеходных дорожек.
Монолитное строительство	Металлические детали в монолитных конструкциях так или иначе страдают от коррозии. Композитный материал увеличивает срок эксплуатации монолитного бетона в несколько раз, препятствует образованию в нем трещин и сколов.

Компания УралАрмаПром https://nsk.uralarmaprom.ru/ предлагает экономичную альтернативу металлическим изделиям – прочную, износостойкую, легкую композитную арматуру.

Как и из чего производят стеклопластиковую арматуру

Многим стеклопластиковая арматура знакома не только по фото в интернете, но и на практике применения в строительстве, однако мало кто знает, как она производится. Технологический процесс производства арматурных прутков из стеклопластика, за которым очень интересно наблюдать по видео, легко поддается автоматизации и может быть реализован на базе как крупных, так и небольших производственных предприятий.

Для изготовления такого строительного материала прежде всего необходимо подготовить сырье, в качестве которого используется алюмоборсиликатное стекло. Чтобы придать исходному сырью требуемую степень тягучести, его расплавляют в специальных печах и уже из полученной массы вытягивают нити, толщина которых составляет 10–20 микрон. Толщина полученных нитей настолько невелика, что, если снять их на фото или видео, то без увеличения полученной картинки их не разглядеть. На стеклонити при помощи специального устройства наносится маслосодержащий состав. Затем из них формируются пучки, которые получили название стеклоровинга. Именно такие пучки, собранные из множества тонких нитей, являются основой стеклопластиковой арматуры и во многом формируют ее технические и прочностные характеристики.

После того как нити из стеклопластика подготовлены, они подаются на производственную линию, где их и превращают в арматурные прутки различного диаметра и разной длины. Дальнейший технологический процесс, познакомиться с которым можно по многочисленным видео в интернете, выглядит следующим образом.

• Через специальное оборудование (шпулярник) нити подаются на натяжное устройство, которое одновременно выполняет две задачи: выравнивает напряжение, имеющееся в стеклонитях, располагает их в определенной последовательности и формирует будущий арматурный стержень.
• Пучки нитей, на поверхность которых предварительно был нанесен маслосодержащий состав, обдаются горячим воздухом, что необходимо не только для их просушки, но и для незначительного нагревания.
• Прогретые до требуемой температуры пучки нитей опускаются в специальные ванны, где пропитываются связующим веществом, также нагретым до определенной температуры.
• Потом пучки нитей пропускаются через механизм, при помощи которого выполняется окончательное формирование арматурного стержня требуемого диаметра.
• Если изготавливается арматура не с гладким, а с рельефным профилем, то сразу после выхода из калибровочного механизма осуществляется навивка пучков из стеклонитей на основной стержень.
• Чтобы ускорить процесс полимеризации связующих смол, готовый арматурный пруток подается в туннельную печь, перед входом в которую на прутки, изготавливаемые без навивки, наносится слой мелкофракционного песка.
• После выхода из печи, когда стеклопластиковая арматура практически готова, стержни охлаждают при помощи проточной воды и подают на резку либо на механизм их сматывания в бухты.

Таким образом, технологический процесс изготовления стеклопластиковой арматуры не такой сложный, о чем можно судить даже по фото или видео его отдельных этапов. Между тем такой процесс требует использования специального оборудования и строгого соблюдения всех режимов.

Минусы композитной арматуры

Среди минусов композитных материалов, используемых при закладке арматуры, выделяют следующие:

• Низкую упругость на изгиб. Из-за того, что пластиковые элементы отличаются низким модулем упругости, это может привести к деформации бетонной конструкции. Хорошо гнущиеся элементы сложно использовать при монтаже арматуры по углам фундамента. Для сравнения модуль упругости композита составляет 55 000 МПа, а у пластика этот показатель достигает 200 000 МПа.
• Небольшой диапазон размеров. На сегодняшний день при выборе стальной арматуры потребителям предлагается большее разнообразие изделий разного сечения.
• Отсутствие СНиПов. Хоть стеклопластиковые изделия и нормируются по ГОСТ, другой нормативной базы для строительных элементов этого типа не существует. Исходя из этого, осложняется процесс проектирования объектов, так как производить расчеты пока что довольно проблематично.
• Невозможность использования в некоторых регионах. Пластиковые изделия не рекомендуется применять при строительстве объектов в областях, где зимой фиксируются слишком низкие температуры.
• Неустойчивость. Строительство армирующего каркаса осложняется плохой устойчивостью пластиковых прутьев. Конструкция начинает шататься, поэтому приходится прибегать к «хитростям», чтобы зафиксировать каркас до заливки бетонной смеси.
• Довольно высокую стоимость материала. Стеклопластик обойдется в 2 раза дороже стальных аналогов. 

Говоря о пластиковой арматуре, ее плюсах и минусах, многие относят к недостаткам этих изделий такие вещи, как: невозможность использования сварочного оборудования и низкую устойчивость к нагреву. Однако, в реальности сварка итак практически не используется при сборке армокаркаса. Настолько же абсурдна и теория насчет неустойчивости материала к высоким температурам. Стеклопластик полностью теряет свои свойства при нагреве свыше 600 градусов, но и не каждый бетон способен выдержать подобную температуру.

Исходя из вышесказанного становится очевидно, что при армировании бетонных конструкций, чтобы определить какая арматура больше подходит – металлическая или стеклопластиковая, нужно уточнить для каких именно целей вам нужен усиленный каркас. С одной стороны новейшие композитные материалы явно выигрывают, однако с точки зрения стоимости, возможно, будет выгоднее приобрести стальные изделия.

Основные достоинства и недостатки полимерных армирующих прутов

Стеклопластиковая арматура перед массовым внедрением на рынок прошла множество серьезных испытаний. В итоге подобные исследования установили, что этот строительный материал отличается рядом преимуществ таких, как:

• Малая масса, которая в 9 раз ниже массы классической металлической арматуры;
• Высокая стойкость к коррозии и воздействию кислот;
• Отличные показатели с точки зрения энергоэффективности;
• Экономичность в доставке;
• Инертность к электромагнитному и радиовоздействию;
• Стеклопластиковая арматура относится к диэлектрикам. 

Безусловно, помимо преимуществ, данный строительный материал обладает определенными недостатками.

Такие недостатки нельзя отнести к критическим, но их важно учитывать при возведении тех или иных видов зданий. 

Недостатки композитной арматуры:

• Низкие показатели упругости;
• Невысокие параметры термостойкости.

При этом такие недостатки материала никак не отражаются на его использовании при строительстве дорог и фундаментов зданий.

Преимущества

Композиционная арматура имеет ряд преимуществ по сравнению с другими подобными элементами:

1. Высокая удельная прочность. Композиты прочнее в 10 раз в сравнении со стальными аналогами, естественно, это только в том случае, когда полностью выдержаны условия технологии производства.
2. Высокая коррозийная устойчивость. Полимерная арматура, в связи с полным отсутствием в её составе металлических компонентов, абсолютно безразлична к ржавлению, она также хорошо переносит негативное воздействие солей и прочих разрушающих веществ. Всё это делает её использование оправданным при строительстве в условиях воздействия на материалы агрессивной внешней среды, или в зимнее время, когда в бетон добавляют специальные противозамерзающие присадки и добавки, такие как пластификатор.
3. Невысокая тепло- и электропроводность. Традиционный металлический материал имеет высокую степень теплопроводности и является электропроводником, полимеры же не имеют таких свойств, благодаря чему не создают мостиков холода в теле бетона и не проводят электрических токов, а также не препятствуют передаче радиоволн.
4. Удобство в транспортировке. Для перевозки стальных прутьев необходимо нанимать (или иметь в наличии собственный) грузовой транспорт, а для транспортировки полимерной арматуры малых диаметров в этом нет необходимости, т. к. она скручена в рулонные бухты, как стальная проволока. Благодаря этому материал можно перевезти даже с помощью легкового автомобиля, что значительно снижает себестоимость строительства при возведении частных домов.
5. Экологичность. Поскольку этот тип стройматериалов не изготавливается из химически вредных веществ, при его разложении или утилизации, вред для окружающей среды практически отсутствует. Кроме того, этот материал не абсорбирует в себя радиации, что является бесспорным плюсом в наше время.
6. Коэффициент расширения идентичный бетону. Сталь и бетон имеет разную степень расширения и сужения при сильных температурных колебаниях, это может привести к растрескиванию фундамента и его ускоренному разрушения, в случае же с полимерами, этой проблемы нет, т. к. они расширяются и сужаются аналогично бетону, что делает такие конструкции более долговечными.

Отличия характеристик полимерных и металлических армирующих прутов

Основным конкурентом для пластиковых армирующих стержней является традиционная металлическая арматура, использующаяся в бетонных плитах и перекрытиях. В целом два этих строительных материала очень схожи друг с другом. При этом по некоторым параметрам арматура из стеклопластика демонстрирует заметно более впечатляющие показатели, нежели металлическое армирующее оборудование. В таких условиях стоит провести небольшое сравнение технических характеристик металлической и полимерной арматуры:

• Показатели деформации. Пруты из стали является упругопластическим материалом в то время, как композитная арматура — это идеально-упругий стройматериал;
• Показатели предельной прочности. Металл демонстрирует следующие параметры 390 МПа, а стеклопластик 1300 Мпа;
• Размер коэффициента теплопроводности. Для металлической этот параметр равен 46 Вт/мОС, а для композитной 0,35 Вт/мОС;
• Показатели структурной плотности. Для стальной этот параметр равен 7850 кг/м3, а для стеклопластиковой 1900 кг/м3;
• Параметры теплопроводности. В отличие от стальных конструкций, стеклопластик абсолютно не проводит тепло;
• Стойкость к коррозии. Стеклопластиковая арматура абсолютно не ржавеет. При этом сталь относится к относительно быстро ржавеющему материалу;
• Электропроводимость изделия. Композитный армирующий стройматериал по сути является диэлектриком. Одновременно с этим, одним из недостатков металлической арматуры является возможность проводить электрически ток.

Внешние отличия металлических и композитных стержней.

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

Благодаря применению новейших технологий на строительном рынке появился композитный полимерный материал, успешно замещающий традиционные металлические аналоги.

Так при создании каркасной основы для фундамента вместо стальных аналогов используется стеклопластиковая арматура. Популярность материал приобрел благодаря многочисленным достоинствам.

Но армирование фундамента стеклопластиковой арматурой требует строгого соблюдения технологий и правильного выбора диаметра прутьев.

Что собой представляет армирующий материал

Стеклопластиковая арматура — это неметаллические прутья круглого сечения, которые бывают гладкими и рифлеными с поперечными выступами.

Диаметр варьирует от 4 до 20 мм, длина прутьев составляет 12 м, в бухтах — от 100 до 150 м.

В основном применяется стеклопластиковая арматура для фундамента ленточного типа, а также при укладке дорожного полотна и создания различных сооружений из бетона.

Особенности

Производство стеклопластиковой арматуры осуществляется в соответствии ГОСТ 31938.

Для изготовления стержней используются стеклянные, базальтовые, арамидные или углеродистые (графитовые) волокна, которые создают упругий сердечник.

Пропитываются нити специальным полимерным связующим термореактивного или термопластичного действия (эпоксидными смолами) и составами для затвердевания, в результате получается арматура высокой прочности.

Композитный материал в зависимости от состава волокон подразделяется на:

• Арматуру стеклопластиковую — АСП (АСК);
• Базальтокомпозитную — АБК;
• Углекомпозитную — АУК;
• Арамидокомпозитную — ААК;
• Комбинированную с композитными составляющими — АКК.

Для повышения адгезийных свойств поверхность стеклопластиковой арматуры покрывается песком, за счет чего образуется хорошая сцепляемость с бетонной поверхностью. Выступы также улучшают соединению с бетоном.

Структура, применение стеклоарматуры

Конструктивное исполнение данного стройматериала зависит от технологии изготовления, используемой производителем. Выпускается в форме прутков, состоящих из двух частей.

• Внутренний стержень. Параллельно расположенные или сплетенные между собой нити стекловолокна. Их крепление обеспечивается за счет пропитки полимерной смолой.
• Внешний слой. Представляет собой навивку из композитного материала.

Технические параметры:

• предел прочности при растяжении от 800 до 1000 МПа;
• модуль упругости при растяжении 45 – 50 ГПа;
• прочность при сжатии 300 МПа;
• прочность при поперечном срезе 150 МПа;
• эксплуатационная температура от -30 до 60° C.

Прочностные характеристики арматуры из стеклопластика зависят от диаметра прутка (от 4,0 до 32 мм). Благодаря широкому диапазону из СПА можно делать тонкую сетку, прочные каркасы для несущих конструкций. Стройматериал реализуется нарезанными хлыстами или в виде бухт длиной до 100 метров.