Композитная арматура: прочнее стали, долговечнее камня
В середине прошлого века – время строительного бума в СССР – возникла острая потребность в новых материалах: прочных, долговечных и недорогих. И такой материал был разработан в Ленинграде – композитная арматура, по большинству параметров существенно превосходящая традиционную металлическую.
Главная беда традиционной стальной арматуры – это ее подверженность коррозии и химическому воздействию. То, что стальные прутья, являющиеся каркасом для железобетонных конструкций, со временем ржавеют и истончаются, в результате чего прочность конструкции постепенно снижается, ни для кого не секрет. Но только профессиональные строители знают, что арматура страдает еще и от самого цемента, представляющего собой щелочную среду. Принято считать, что ж/б конструкция на основе стальной арматуры сохраняет свои изначальные свойства около пятидесяти лет, после чего требуется ее обследование на прочность и, при необходимости, ремонт или даже замена.
Второй недостаток металлической арматуры – высокая стоимость. Металл вообще штука недешевая. Оно и понятно: сперва нужно добыть руду, ее обогатить, затем выплавить из нее металл и уже только после этого превратить его в то или иное изделие. Прочность изделия – в нашем случае стержня – определяется его устойчивостью к растяжению. Она обеспечивается как свойствами самого металла, так и толщиной собственно стержня. Толще стержень – выше его прочность – выше и стоимость. Соответственно, чем выше требования к конструкции, тем она становится более дорогой.
Соответственно, новый материал для производства идеальной арматуры должен обладать следующими качествами:
- прочностью;
- устойчивостью к коррозии и химически активным средам;
- долговечностью.
Камень
Один из самых прочных и долговечных природных материалов – неслучайно поросенок Наф-Наф из всем известной сказки построил себе именно каменный домик. Но вытачивать или вытесывать из камня стержни большой длины невозможно даже теоретически, а другим видам обработки этот материал не поддается. Зато у природного камня есть аналог – застывшие породы вулканического происхождения или, как их иначе называют, базальт. Базальт почти не уступает камню в прочности, зато он под воздействием высоких температур плавится, а значит, из базальта можно выплавлять нити и практически любой длины. Арматура, изготовленная из таких нитей, намертво склеенных смолами, называется базальтокомпозитной и обозначается индексом АБК.
Стекло
По сути, материал, хоть и искусственного происхождения, очень близок к камню, ведь основным материалом для его изготовления служит кварцевый песок. Стекло справедливо считается одним из самых твердых материалов и режет его, как известно, только алмаз.
Недостаток стекла – его хрупкость, то есть способность противостоять удару. Однако, если пучок из тонких стекловолоконных нитей скрепить с помощью органических либо неорганических смол, этот недостаток сходит на нет. Собственно, по этой технологии изготавливается вся композитная арматура: вытянутые в нити волокна композитных материалов – базальта, стекла или углеродистых соединений – скрепляются с помощью смол, в результате чего образуются прочные стержни.
Стеклокомпозитная арматура обозначается индексом АСК.
Углерод
Из химического элемента «С» – углерода – состоит тот самый алмаз, который режет стекло. Нетрудно догадаться, что углекомпозитная арматура – АУК – имеет наиболее высокие прочностные характеристики. Главный ее недостаток – высокая стоимость, поэтому АУК не нашла широкого применения и используется лишь при возведении объектов, требования к прочности и долговечности которых предъявляются особенно жесткие.
Преимущества композитной арматуры
Если даже визуально сравнить металлический и композитный арматурные стержни, то второй окажется глаже первого. И это – недостаток композитной арматуры. Не обладая высокой адгезией с песчано-бетонной смесью, композитный стержень будет проворачиваться внутри блока, что отнюдь не добавить прочности изделию. Чтобы этого не происходило, а также для того, чтобы придать композитное арматуре большую прочность, ее обматывают углепластиковой нитью, а некоторые производители еще и обсыпают кварцевым песком. Именно такая арматура является наиболее качественной.
Помимо прочности, долговечности, устойчивости к агрессивным средам и экономичности композитная арматура обладает и еще рядом преимуществ:
- малым относительно металлической арматуры весом;
- коэффициент расширения композитных материалов близок коэффициенту расширения бетона, благодаря чему в процессе застывания конструкции и при ее эксплуатации при сезонных перепадах температур в ней не возникнет трещин;
- низкой теплопроводностью;
- композитная арматура являет диэлектриком;
- не создает помех радиоволнам, не препятствует прохождению теле и радиосигналов, распространению wi-fi зоны и пр.
Если сравнивать стержни одних диаметров, то по всем показателям любые виды композитной арматуры превосходят металлическую, кроме одного: модуль упругости у композитной арматуры несколько ниже, чем у металлической. Проще говоря, металлический стержень можно гнуть, как угодно и даже завязать его в узел, а вот с композитной арматурой такой номер не пройдет – в какой-то момент она не выдержит напряжения и сломается.
По этой причине специалисты не рекомендуют использовать композитную арматуру для изделий, которые в процессе эксплуатации будут испытывать упругие нагрузки. В первую очередь, это касается межэтажных перекрытий. Да, прогибаться под нагрузками перекрытия с композитной арматурой будут меньше, но риск того, что композитные стержни не выдержат и сломаются, велик.
У этой проблемы есть три решения, каждое из которых имеет свои плюсы и минусы:
- использовать более толстую композитную арматуру;
- размещать стержни ближе друг к другу;
- чередовать металлические и композитные стержни.
Применение:
Композитную арматуру применяют там, где раньше пользовались металлической:
- для армирование конструкций из монолитного бетона – фундаментов зданий и сооружений, стен, колодцев и пр.;
- при возведении зданий и сооружений с применением технологии несъемной опалубки;
- при изготовлении опор ЛЭП;
- при изготовлении железнодорожных шпал;
- в качестве армирующего материала при обустройстве дорожных покрытий и насыпей;
- в качестве дюбелей при креплении теплоизоляционных материалов на стены и фундаменты;
- при обустройстве дренажных систем высокой пропускной способности.
Металлическая арматура | Композитная арматура | |
Толщина (мм) | 10 | 6 |
12 | 8 | |
14 | 10 | |
16 | 12 | |
18 | 14 | |
20 | 16 |
В любом случае, при выборе композитной арматуре при строительстве того или иного объекта следует руководствоваться проектными расчетами и требованиями, предъявляемыми к конструкционным материалам.
Товары
Все
8
Арматура стеклокомпозитная
8