Композитная арматура
Как известно, стальная арматура, традиционно используемая для армирования бетонных конструкций, имеет достаточно большой список недостатков – значительный вес, подверженность коррозии, высокую теплопроводность и прочее. Именно столь значимые минусы строительного материала дали толчок для разработки и развития технологии производства стеклопластиковой арматуры.
Композитная арматура представляет собой стержни определенной длины (стандартно 6 и 12 метров) и диаметра (для АСП – от 4 до 24 мм). Благодаря своим отменным техническим характеристикам и легкому весу, она нашла широкое применение во всех отраслях промышленности: от гражданского до дорожного строительства.
Композитная арматура представляет собой стержни определенной длины (стандартно 6 и 12 метров) и диаметра (для АСП – от 4 до 24 мм). Благодаря своим отменным техническим характеристикам и легкому весу, она нашла широкое применение во всех отраслях промышленности: от гражданского до дорожного строительства.
Композитная арматура изготавливается из стеклянного или базальтового волокна называемого ровингом и модифицированным эпоксидным связующим.
К основным преимуществам стеклопластиковой арматуры относят:
|
- небольшой удельный вес; - прочность; - долговечность; - малую теплопроводность; - высокую степень коррозионной устойчивости в различных агрессивных химических средах; - отличные реологические свойства; - невысокую стоимость. |
|
Одним из наиболее важных свойств композитной арматуры является хорошее сцепление с бетоном. Для этого используют стеклопластиковую арматуру с периодическим профилем из отдельных волокон ровинга. Но это не дает желаемого результата! Наша компания провела ряд тестов и остановилась на использовании стеклопластиковой арматуры полностью снаружи покрытой обычным кварцевым песком на этапе затвердевания в печи.
На сегодняшний день неметаллическую композитную арматуру все чаще применяют в разных отраслях промышленного и гражданского строительства, а в некоторых сферах ее использование даже предпочтительнее стальных аналогов. К подобным случаям относят:
|
- хранилища на химических производствах; - системы водоотведения, канализации и мелиорации; - припортовые и морские сооружения, укрепление береговой линии, дорожного полотна; - ограждения и настилы мостов, фундаменты на уровне ниже нулевой отметки; - опоры линий электропередач; - шпалы железнодорожного полотна; - ремонт, восстановительные и реставрационные работы; - тротуарные и дорожные плиты. |
|
Таблица замены композитной арматуры на металлическую
| Металлическая арматура Класса А-III (А400с), мм |
Композитная арматура САС и САБ, мм |
| 6 8 10 12 14 16 21 |
4 5 6 8 10 12 14 |
При возведении сооружений, которые эксплуатируются в условиях контакта двух сред: воды и воздуха, применение стеклопластиковых армирующих элементов ограничено, поскольку для этого материала характерна капиллярная гидро деструкция. Сущность данного свойства состоит в разрушении стеклянных волокон под воздействием поверхностного натяжения воды в местах соприкосновения воды и воздуха. В таких случаях целесообразнее использовать базальтопластиковую арматуру, как и в конструкциях, где требуется обеспечить высокую сопротивляемость агрессивным химическим средам, так как этот материал обладает более высокой коррозийной стойкостью.
Использование композитных неметаллических элементов для строительства имеет огромный потенциал, ведь технологии производства постоянно совершенствуются, а следовательно, качество выпускаемой арматуры ежегодно улучшается, что положительно сказывается как на технических, так и на эксплуатационных особенностях материала.
|
Марка арматуры |
Вес1метра Кг. |
Количество метров в бухте |
|
Вес бухты Кг. | |
|
САС-4 с присыпкой |
0,02 |
120 |
2,4 | ||
|
САС-6 с присыпкой |
0,05 |
120 |
6,0 | ||
|
САС-8 с присыпкой |
0,08 |
60 |
4,8 | ||
|
САС-10 с присыпкой |
0,12 |
6м-хлысты |
12,0 | ||
|
САС-12 с присыпкой |
0,17 |
6м-хлысты |
17,0 | ||
|
САС-14 с присыпкой |
0,26 |
6м-хлысты |
26,0 | ||
|
АСП-4 стеклоровинг |
0,02 |
100 |
2,0 | ||
|
АСП-6 стеклоровинг |
0,05 |
100 |
5,0 | ||
|
АСП-8 стеклоровинг |
0,08 |
100 |
8,0 | ||
|
АСП-12 стеклоровинг |
0,17 |
100 |
17,0 | ||
|
АСП-14 стеклоровинг |
0,26 |
6м-хлысты |
26,0 | ||
|
АСП-16 стеклоровинг |
0,32 |
6м-хлысты |
32,0 |
Сравнительные характеристики арматуры
|
Характеристики |
Металлическая класса А-III (А400С) |
Стержни арматурные стеклопластиковые САС |
|
Материал |
Сталь |
Стеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы |
|
Предел прочности при растяжении, МПа |
390 |
1200 |
|
Модуль упругости, МПа |
200 000 |
55 000 |
|
Относительное удлинение, % |
25 |
2,2 |
|
Плотность, т/м? |
7 |
2 |
|
Коррозионная стойкость к агрессивным средам |
Коррозирует |
Нержавеющий материал |
|
Теплопроводность |
Теплопроводна |
Нетеплопроводная |
|
Электропроводность |
Электропроводна |
Неэлектропроводная – является диэлектриком |
|
Выпускаемые профили, мм |
6 – 80 |
4 – 20 |
|
Длина |
Стержни длиной 6-12 м |
В соответствии с заявкой покупателя.Любая строительная длина. Возможна поставка в бухтах. |
|
Экологичность |
Экологична |
Не токсична, по степени воздействия на организм человека и окружающую среду относится к 4 классу опасности (малоопасные) |
|
Долговечность |
В соответствии со строительными нормами |
Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет |
|
Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м? |
При использовании арматуры 8 А-III размер ячейки 14?14 см. Вес 5,5 кг/м? |
При использовании арматуры 8 САС размер ячейки 23?23 см. Вес 0,61 кг/м?.Уменьшение веса в 9 раз |
Применение стеклопластиковой арматуры
Стоимость стеклопластиковой арматуры ниже стоимости стальной всех классов, поэтому применение ее для повсеместной замены арматуры в железобетонных конструкциях в настоящее время экономически целесообразно. Так же она обладает рядом специфических свойств, которыми не обладает стальная арматура. Внедрение этих конструкций в практику строительства дает значительный технико-экономический эффект.
Срок службы железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в зданиях с различными агрессивными средами, значительно сокращаются. Так, строительные конструкции цехов основных производств на заводах искусственного волокна подвержены воздействиям различных агрессивных агентов: фундаменты, перекрытия, колонны и стены к воздействию кислот; все конструкции- воздействию агрессивных газов (сероводорода, сернистого газа и сероуглерода) в сочетании с высокой влажностью воздуха. В сборных железобетонных конструкциях на этих предприятиях коррозия арматуры развивается настолько интенсивно, что через несколько лет эксплуатации они нуждаются в капитальном ремонте либо замене.
В комбинатах минеральных удобрений под воздействием солевой коррозии также интенсивно разрушаются конструкции из железобетона и кирпичная кладка из красного кирпича низких марок. Срок службы складских помещений для минеральных удобрений сокращается до 7 лет. На молочных заводах, на предприятиях, вырабатывающих фруктовые соки и консервы, на мясокомбинатах (при воздействии растворов органических кислот и солей) стальная арматура корродирует. Агрессивные среды в сельскохозяйственных животноводческих помещениях разрушают железобетонные конструкции, технологические трубопроводы, свайные основания и.т.п.
Основной причиной разрушения железобетонных конструкций является коррозия стальной арматуры и, кроме того, в большинстве случаев разрушаются традиционные цементные бетоны. В связи с этим для создания долговечных армированных конструкций, как правило, требуется не только замена стальной арматуры стеклопластиковой, но и использование бетонов специальных составов, химически стойких в реальных эксплуатационных условиях. В качестве таких бетонов могут быть использованы полимербетоны, полимерцементные бетоны, полимерсиликатные бетоны, бетоны на цементах Сореля и др.
Таким образом, высокая коррозионная стойкость стеклопластиковой арматуры предопределяет ее применение в долговечных армированных конструкциях из специальных бетонов. Эти конструкции предназначены для замены железобетонных конструкций (панелей перекрытий, ограждающих конструкций, колонн, балок и прогонов, технологических трубопроводов, резервуаров и других видов конструкций и технологического оборудования).
Стеклопластиковая арматура может применяться для армирования конструкций из силиката, гипса и других аналогичных материалов. Следует иметь ввиду, что автоклавная обработка конструкций из силиката может снижать прочность арматуры, поэтому необходима корректировка автоклавного режима, а при расчете конструкций следует учитывать снижение прочности арматуры во времени. Диэлектрические свойства стеклопластиковой арматуры используются для создания принципиально нового вида строительных конструкций, в которых совмещаются несущие функции и электроизолирующая способность. Эти конструкции изготавливают из бетонов, обладающих электроизолирующими свойствами, и находят применение на строительстве линий электропередачи, распределительных подстанций, контактных сетей электрифицированных железных дорог и.т.п. Из электроизолирующих стеклопластбетонных конструкций могут изготовляться траверсы линий электропередачи без изоляторов для сравнительно не высоких напряжений (до 110 кВ), а также безизоляторные опоры линий электропередачи высоких и сверхвысоких напряжений (500 кВ и более). Одновременно используются диэлектрические свойства и коррозийная стойкость стеклопластиковой арматуры при замене железобетонных электролизных емкостей (ванн) на предприятиях цветной металлургии ваннами, изготовленными из специальных бетонов и армированными стеклопластиковой арматурой. Высокая эффективность использования стеклопластиковой арматуры в конструкциях достигается за счет устранения необходимости футеровки традиционных железобетонных емкостей дорогостоящими винипластом или свинцовым листом и увеличения долговечности электролизных ванн. Кроме того в этих ваннах получают «чистые» цинк и медь- цветные металлы наивысшего качества (нулевой марки) , при этом снижается утечка электроэнергии.
Полимер бетоны, клееная древесина, пластмассы и другие низкомодульные строительные материалы, которые в настоящее время широко распространяются в строительстве, обладают высокой деформативностью за счет ползучести и усадки. В сочетании с высокомодульной стальной арматурой из этих материалов нельзя создать эффективные предварительно напряженные конструкции, так как в связи с их большой деформативностью эффект предварительного напряжения практически исчезает. Используя низкомодульную стеклопластиковую арматуру, можно создать предварительно напряженные конструкции из перечисленных выше и подобных им материалов. В этом случае потери предварительных напряжений при армировании стеклопластиковой арматуры будут примерно в 4 раза меньше, чем при армировании стальной арматурой.
Предварительно напряженные деревянные клееные конструкции со стеклопластиковой арматурой находят широкое применение в строительстве сельскохозяйственных производственных зданий, спортивных сооружений, предприятий химической промышленности, складов минеральных удобрений, при этом армирование позволяет значительно сократить расход древесины и повысить надежность конструкций.
Железобетонные опоры линий электропередачи имеют ряд недостатков, поэтому, например, в США для изготовления опор широко используется клееная древесина. При ее армировании стеклопластиковой арматурой и необходимом облагораживании для придания древесине диэлектрических свойств представляется возможным строить линии электропередачи без изоляторов. Приведенный перечень областей использования стеклопластиковой арматуры в полной мере не исчерпывает потенциальные возможности расширения сферы применения ее в строительстве.
