Склопластикова арматура широко використовується у будівництві на заході, тоді як у вітчизняній промисловості її застосування слабо поширене. Однак останнім часом популярність даного матеріалу зростає, причиною тому є безліч експлуатаційних переваг у порівнянні з традиційним металопрокатом.

У цій статті представлена ​​склопластикова арматура (АСП). Ми розглянемо технічні характеристики, переваги та недоліки, типорозміри та застосування композитної арматури.

1 Сортамент та ГОСТи

Неметалічна композитна арматура розроблялася ще в СРСР у 60-х роках, проте серійне виробництво матеріалу так і не було налагоджено через тодішню дорожнечу склопластику. Проте при будівництві кількох великих об'єктів композитна арматура використовувалася, серед яких лінії електропередач у Батумі, Москві та мости в Хабаровську.

На сьогоднішній день не існує стандарту ГОСТу з технічними вимогами до цього матеріалу (проект знаходиться в розробці). Основним нормативним актом є БНіП №52-01-2003 «Композитна арматура», згідно з яким скловолоконні вироби можна використовувати в будівництві як заміну металопрокату. Кожен із виробників має ТУ на свою продукцію, разом з якою поставляються протоколи випробувань та сертифікати допуску.

Композитна арматура виготовляється в діапазоні діаметрів 4-20 мм. Профіль стрижнів може бути рифленим чи гладким. Залежно від матеріалу виготовлення виділяють такі види неметалевих виробів:

• АСП - склопластикова арматура, виготовляється зі скловолокна, пов'язаного шаром синтетичної смоли;
• АБП - базальтопластикові вироби, в який скловолоконна серцевина замінена розплавом з базальтових волокон;
• АСПЕТ - вироби зі скловолокна та полімерного термопласту;
• АУП – вуглепластикова арматура.

Найбільш поширені у будівництві АСП та АБП, вуглепластикова арматура використовується рідше через меншу механічну міцність матеріалу.

1.1 Сфери застосування

Застосування п.п. арматури у будівництві практикується при зведенні житлових, громадських та промислових споруд, а також малоповерхових будівель, де АСП використовується для:

• армування залізобетонних конструкцій (стін та плит перекриття);
• ремонту поверхонь об'єктів із цегли та залізобетону;
• пошарової кладки стін за технологією гнучких зв'язків;
• всіх типів (плитних, стрічкових, стовпчастих);
• зміцнення стін та газобетонних блоків та монтаж монолітних армопоясів.

Поширено застосування п.п. арматури та у сфері дорожнього та залізничного будівництва, в яких АСД застосовується:

• при облаштуванні насипів та дорожніх покриттів;
• при зміцненні укосів доріг;
• під час будівництва мостів;
• при зміцненні берегових ліній.

Арматура композитна полімерна для армування бетонних конструкцій відрізняється повною стійкістю до корозії та хімічно агресивних речовин, що значно розширює сферу її застосування.

1.2 Переваги АСД

Композитна арматура має наступні експлуатаційні переваги:

Недоліки с.п. арматури - низький модуль пружності (в 4 рази менше, ніж у сталевої), що обмежує можливість її застосування при вертикальному армуванні, схильність до втрати міцності при нагріванні понад 600 градусів. Враховуйте, що композитна арматура не підлягає згинуванню в умовах будівельного майданчика— за потреби використання гнутих елементів необхідно замовляти їх окремо у виробника.

2 Порівняння АСП та металевих аналогів

Пропонуємо вашу увагу порівняння технічних характеристик композитної та сталевої арматури.

Розглянемо порівняння взаємозамінних діаметрів композитних та металевих виробів на прикладі стрижнів:

• А3 6 мм - АСП 4 мм;
• А3 8 мм - АСП 6 мм;
• А3 10 мм - АСП 8 мм;
• А3 12 мм - АСП 8 мм;
• А3 14 мм - АСП 10 мм;
• А3 16 мм - АСП 12 мм.

2.1 Огляд склопластикової арматури (відео)

3 Технологія виробництва композитних виробів

Склопластикова арматура виготовляється з ровінгу (волокон вихідної сировини), сполучного матеріалу - полімерної смоли, затверджувача та прискорювача твердіння. Конкретне співвідношення матеріалів залежить від температурного режиму та вологості усередині виробничого приміщення.

Читайте також: чим відрізняється арматура і які її параметри?

Виробнича лінія включає наступне обладнання:

1. Нагрівальний бункер — у ньому волокна прогріваються підвищення адгезії зі смолою.
2. Ванна просочення - ровінг просочується сумішшю зі смоли та затверджувачів.
3. Обмотувач - продавлює сировину через фільєри, при проходженні яких формуються стрижні заданого діаметра.
4. Устаткування для нанесення піску, де гранули піску рівномірно розподіляються по поверхні дроту, а надлишки видаляються повітряним потоком.
5. Пекти полімеризації, де відбувається набір прутками проектної міцності.
6. Обладнання для охолодження виробів являє собою лінію довжиною 3-5 метрів, розташовану на виході з печі полімеризації.
7. Протяжне обладнання, відрізний механізм та установка для змотування бухт - готова склопластикова арматура нарізається на ділянки необхідної довжини або змотується в товарні бухти завдовжки 50-100 м.

На ринку представлено безліч типових рішень, що включають все потрібне обладнання. Вартість нової лінії варіюється в межах 3-5 млн рублів.

Обладнання середньої продуктивності здатне виробляти до 15 000 м арматури протягом робочого дня.

Композитна арматура наполегливо, хоч і не так швидко, як хотілося б її виробникам, завойовує свою частку російського будівельного ринку. Вже сьогодні вона застосовується у житловому будівництві, при зведенні промислових будівель та цивільних об'єктів. Її активно використовують при створенні бетонних конструкцій, виконанні ремонтних робіт, при реставрації цегляних і залізобетонних поверхонь, для виконання цегляної кладки, створення тришарових стін зі зміцненням гнучким зв'язком, при спорудженні наливних підлог... Арматура з композиту економічно вигідніша, ніж з металу, спорудження дорожнього полотна, де високі динамічні навантаження. У ряді випадків композитна арматура є єдиним варіантом: коли потрібна непроникність для магнітних хвиль і, при цьому – радіопрозорість (у військових об'єктах та медичних центрах), при зіткненні з речовинами, що стимулюють прискорену корозію (мости та постійно вологий бетон з високим вмістом лугу). , пірси, хвилерізи, портові споруди і морська вода, паркування та протиожеледні реагенти; Інтерес до цього матеріалу безсумнівний, а інформації про нього недостатньо, що породжує домисли. ТОВ «Полікомпозит» пропонує розібратися, що тут правда, а що не відповідає дійсності.

Твердження №1: «Композитна арматура – ​​інноваційний матеріал».

Якщо виходити з визначення, що інноваційні матеріали – це результат інтелектуальної діяльності, виражений у виробництві більш досконалих з погляду науково-технічних і споживчих характеристик товарів та послуг, це, безсумнівно, так. Частка знань у виробництві даного будівельного матеріалу справді велика. Його якість неможливо забезпечити та підтримувати без власної лабораторії з дорогими приладами. На жаль, зараз у Росії ще можна придбати сертифікат якості з «липовим» протоколом випробувань за символічну суму, але так буде не завжди, і відповідальні замовники вміють відрізняти справжні документи якості від підробок.

З іншого боку, композитна арматура – ​​ще один доказ істинності твердження, що все нове – це добре забуте старе. Розробки в цій галузі велися в нашій країні ще в сорокових роках минулого століття, а потім – більш масштабно – у сімдесятих роках. Серійне виробництво композитів у СРСР виявилося економічно невигідним. Проте дослідження споруджених тоді із застосуванням композитної арматури об'єктів через чотири і навіть п'ять десятиліть їхньої експлуатації доводить, що показники матеріалу залишилися незміненими. А в Європі та Америці за ці роки накопичено величезний досвід, який знімає побоювання скептиків, які стверджують, що інновації – це завжди «кіт у мішку». Не такі вже й нові, з цього погляду, композитні новації.

Твердження №2: «Композитна арматура – ​​вічний матеріал».

Це, скоріше, метафора, хоча, з чим порівнювати. Якщо бетонні конструкції набережних, армовані металевою арматурою, навіть із застосуванням антикорозійного покриття стають непридатними через десять років, дорожнє покриття вимагає заміни вже через п'ять, то, згідно з дослідженнями та випробуваннями фізико-механічних властивостей, що виробляються Московським НДІЖБ, конструкції з використанням неметалічної арматури можуть служити у різних умовах протягом 50-80 років, або навіть цілого століття.

Твердження №3: «Властивості композитної арматури визначаються її кольором».

Це твердження, як і перше, містить і правду, і вигадку. Залежно від використаної сировини та методики виробництва, композитну арматуру ділять на такі види:

• виготовлена ​​із суміші смоли та скловолокон - склокомпозитна арматура;
• виготовлена ​​з базальтових волокон та смоли - базальтокомпозитна арматура;
• виготовлена ​​з вуглеводневого волокна – вуглекомпозитна арматура;

Щодо цієї класифікації вищенаведене твердження частково вірно: жовта скло-композитна арматура має властивості, відмінні від чорної базальтової або вуглекомпозитної. Однак і чорна базальтова арматура відрізняється від чорної вуглекомпозитної. Скажімо більше: на сьогоднішній день на ринку можна зустріти веселку кольорів арматури, але всю різноманітність властивостей можна звести до трьох груп, оскільки визначається воно не кольором, а основою: скло в основі, базальт або вугілля.

Затвердження №4: «Композитна арматура дорожча за металеву».

Там, де композит однозначно виграє порівняно з металом (при роботі з агресивними середовищами, де потрібно пропускати радіохвилі та не проводити електро- та магнітне випромінювання) питання про ціну навіть не обговорюється. Там же, де можливий вибір, ця думка часто вводить в оману покупців. Зауважимо, що страждають від цього, головним чином, приватні забудовники, які намагаються порівняти вартість необхідної їм невеликої кількості арматури, виконаної з металу та композиту. Справді, один погонний метр композитної арматури поки що коштує дорожче за метр арматури металевої. «Поки що», оскільки ціни на метал постійно зростають. Економія ж у іншому. По-перше, метал значно важчий за композит (у 5-10 разів), і арматура з нього має вигляд дванадцяти-метрових прутів, для доставки яких, незалежно від необхідної кількості, приватнику доведеться замовляти вантажівку з відповідними параметрами. Навантаження та розвантаження металевої арматури, а також її застосування у будівельній конструкції – процес трудомісткий.

У той же час, композитна арматура - матеріал легкий і, до того ж, до дванадцятого діаметру її легко скрутити в бухту, яка вміщується в багажнику легкового автомобіля, а після розкручування вона набуває рівної форми (не деформується). Економія на доставці, навантаженні та розвантаженні стає ще більш значущою при постачанні великих об'єктів. Відділ продажів ТОВ «Полікомпозит» помітив цю тенденцію за кількістю запитів на порівняння вартості композитної та металевої арматури одного обсягу. Як правило, запит приходить у вигляді: «Потрібно замінити композитною стільки машин арматури металевої». Так постачальники великих будівництв відповідають питанням: що вигідніше?

Другим фактором економії є те, що в силу характеристик міцності, при заміні потрібна композитна арматура меншого діаметру, ніж металева (посилання на таблицю рівноміцності заміни). Заміна провадиться на підставі конструкторських розрахунків. Для простих конструкцій (фундаменти приватних та котеджних будинків, промислових майданчиків та підлоги, парканів, тимчасових будівель та інших) розроблено таблиці рівноміцної заміни, які легко знайти в мережі Інтернет. Тут наведемо лише один приклад: для заміни сталевої арматури класу A-III (А400) з діаметром 14 мм. потрібно брати композитну арматуру, внутрішній діаметр (виміряний по тілу прутка) якої повинен бути не менше 8,34 мм, тобто, так звану, «дев'ятку», а її ціна істотно нижча за металеву арматуру з діаметром 14 мм. ТОВ «Полікомпозит» постійно відстежує ціни на металеву арматуру. Результати моніторингу літа 2016 р. – нижчі.

Порівняння цін на металеву та композитну арматуру

Таким чином, при різних коливаннях цін на метал композитна арматура коштує дешевше в 1,4, а то й 2,2 рази.

Твердження №5: «Композитна арматура замінить металеву скрізь».

Нормативи не забороняють застосування композитного армування для зведення будь-якого виду конструкцій. Їхнє завдання – забезпечити необхідну міцність та інші значущі властивості конструкції. Якщо композитний матеріал дає таку можливість, він може бути застосований. Для тих, хто бажає побудувати котедж, лазню, гараж, паркан на бетонному фундаменті, цей матеріал буде економічно вигідний і зручний у використанні, оскільки дозволить створити міцні та надійні бетонні та цегляні конструкції, шарувату кладку з гнучкими зв'язками, бетонні фундаменти та підлоги. на основі сітки з композитної арматури, армовану кладку з газо- та піноблоків. Відповідь на запитання «Чи можуть застосовуватися композитні матеріали під час будівництва багатоповерхівок?» те-же позитивний, але і як – вирішують проектанти, які проводять розрахунки. Вони оцінюють композитну арматуру дуже високо. Крім вище охарактеризованих діелектричних властивостей, довговічності та легкості:

• композитний матеріал практично не проводить тепло (показник у 130 разів нижчий, ніж у металу), запобігаючи «місткам холоду»;
• близький до бетону коефіцієнт теплового розширення дозволяє уникнути утворення тріщин при температурних коливаннях, що робить даний матеріал застосовним в інтервалі температур від -70 до +100°С.

Ці та інші властивості дійсно дають простір для застосування композитних матеріалів.

Твердження № 6: «Композитна арматура не може застосовуватися у будівництві через малий модуль пружності».

Даний показник дійсно використовується при розрахунку ряду бетонних конструкцій. Але його значення важливе тільки в конструкціях, що працюють на прогин (СНиП 52-01-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення») - для запобігання розкриттю мікротріщин.

Відповідно до розрахунків, вироблених за вищевказаним СНиП, композитна арматура також може використовуватися в даних конструкціях, але через менший модуль пружності необхідно закладати великі діаметри по відношенню до металевої, що вигідно тільки в умовах будівництва спеціальних об'єктів (будівництво в зонах підвищеної лужності, кислотності, вологості, дій агресивних вод та інших) у зв'язку зі швидким руйнуванням металевої.

У той самий час, в елементах, що є на пружному підставі значимість характеристики – модуля пружності майже дорівнює нулю, т.к. сама основа не дає конструкції прогнутися, забезпечуючи рівномірну підтримку. У цьому випадку розрахунок ведеться за основним показником – межа міцності на розтягування, яка у композитної арматури в 2,5 рази вища, ніж у металевої, тому використання композитної арматури в таких конструкціях буде економічно вигіднішим, а надійність конструкцій значно вища, порівняно з армуванням. стандартною залізною арматурою. Це насамперед усі фундаменти та їх окремі частини (блоки, плити) та інші.

Стрічковий фундамент, приймаючи він навантаження від стін і, частково, від усієї будови передає їх у несучу основу - землю. Підстава у разі протидіє освіті прогину.

Монолітний плитний фундамент, приймаючи розподілене навантаження від усієї будови, також спирається на основу, що протидіє прогину. Таким чином, застосування композитної арматури не є доцільним лише в конструкціях, що працюють на прогин, проте це невелика частина бетонних виробів. В інших випадках використання такої арматури вигідно підвищує характеристики надійності виробу.

У будь-якому випадку, армовану конструкцію необхідно розраховувати згідно зі СНиП 2.01.07-85 «Навантаження та дії»; СНиП 52-01-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції»; СП 63.13330.2012 «Бетонні та залізобетонні конструкції» і т.д., і тільки внаслідок отриманих результатів робити висновки про застосування того чи іншого матеріалу.

Твердження № 7: «Композитна арматура знижує вогнестійкість споруд».

Під вогнестійкістю (СП 2.13130.2009 «Забезпечення вогнестійкості об'єктів захисту») розуміють здатність будівельної конструкції зберігати несучі та (або) огороджувальні функції в умовах пожежі належну кількість часу.

Чинні державні норми – СНиП 21-01-97 «Пожежна безпека будівель та споруд», НВБ 244-97 «Матеріали будівельні. Декоративно-оздоблювальні та облицювальні матеріали. Матері-али для покриття підлоги. Покрівельні, гідроізоляційні та теплоізоляційні матеріали. Показники пожежної небезпеки». У цих нормах наведено протипожежні вимоги, які підлягають обов'язковому дотриманню.

Для підтвердження відповідності композитної арматури ТОВ «Полікомпозит» існуючим нормам компанія передала зразки продукції до акредитованого лабораторного центру ТОВ «ПожСтандарт» для проведення необхідних випробувань. Відповідно до ГОСТ 30244-94, ГОСТ 30402-96 та ГОСТ 12.1.044-89 фахівці «ПожСтандарту» підтвердили відповідність композитної арматури АСК вимогам пожежної безпеки НПБ 244-97 за СНиП 21-01-97.

На підставі проведених випробувань ТОВ «Полікомпозит» видано сертифікат відповідності нормам пожежної безпеки, що засвідчує можливість використання композитної арматури в будівельних конструкціях без обмежень.

Твердження № 8: «Неможливість скріплення полімерної арматури методом зварювання».

Це факт, як і те, що рідини не можна різати, а квадратне складно катати». Але чи є їх недоліком? Ця думка щодо композитної арматури має наліт ущербності для традиції, адже її попередницю – металеву арматуру – десятиліттями саме зварювали, щоб отримувати міцні просторові конструкції. Композитну арматуру зварювати не можна, але не потрібно. У статті «В'язка композитної арматури» (посилання) вже повідомлялося про безліч інших методів скріплення арматури.

При цьому саме зварювання на сьогоднішній день є найбільш проблемним способом кріплення через ослаблення характеристик міцності від температурних впливів, прискореної корозії металу через порушення його структури в місці зварного з'єднання, необхідності тримати на будівництві зварювальні апарати з досвідченими зварювальниками і неможливості безпечного виконання робіт за наявності атмосферних опадів.

Твердження № 9: «Створювати гнуті елементи з композитної арматури неможливо».

Під час створення об'ємних арматурних каркасів для відповідальних конструкцій необхідно застосовувати гнуті елементи. Традиційно будівельники дома згинають відрізки металевих стрижнів надання їм необхідної форми. Справді, композитну арматуру не можна якісно зігнути на будівельному об'єкті. При цьому є, як мінімум, два виходи: використовувати змішане армування (стрижні композитної арматури скріплюються металевими кутовими елементами. Дане армування значно спрощує та здешевлює будівництво без зниження характеристик міцності) або замовляти виготовлення гнутих елементів виробнику. Твердження № 10: «Для застосування композитної арматури нормативна база недостатня».

На сьогоднішній день застосування композитної арматури в будівельних об'єктах РФ передбачено ГОСТом і, відповідно, дозволено. Якщо розрахунки навантаження у проекті проходять перевірку експертизи, то ніхто не має права заборонити реалізувати такий проект. А ось програм і готових моделей розрахунку конструкцій із застосуванням не металевої, а композитної арматури насправді немає або недостатньо, але тим цікавіше завдання для проектувальників, які дивляться в майбутнє.

Твердження № 10: «Для застосування композитної арматури нормативна база недостатня».

На сьогоднішній день якість арматури, виконаної з композиту, підтверджено ДЕРЖСТАНДАРТ, що дозволяє її застосовувати в будівельних об'єктах РФ. Є БНіП. Таким чином, якщо розрахунки навантаження у проекті проходять перевірку експертизи, то ніхто не має права заборонити реалізувати такий проект. А ось програм і готових моделей розрахунку конструкцій із застосуванням не металевої, а композитної арматури, насправді поки недостатньо, але тим цікавіше завдання для проектувальників, які дивляться в майбутнє.

Склопластикова арматура, що з'явилася на вітчизняному ринку відносно недавно, стала гідною альтернативою традиційним дротам, виготовленим з металу. Склоарматура, як ще називають даний матеріал, має багато унікальних характеристик, які вигідно виділяють її серед інших виробів подібного призначення. Тим часом підходити до вибору слід дуже виважено.

Що являє собою арматура зі склопластику

Склопластикова арматура, якщо розбиратися в її конструктивних особливостях, є неметалічний стрижень, на поверхню якого нанесена навивка зі скловолокна. Діаметр спіралеподібного профілю арматури, виготовленої з композитних матеріалів, може змінюватись в інтервалі 4–18 мм. Якщо діаметр прутка такої арматури не перевищує 10 мм, то вона відпускається замовнику в бухтах, якщо перевищує то прутками, довжина яких може доходити до 12 метрів.

Для виготовлення композитної арматури можуть бути використані різні типи армуючих наповнювачів, залежно від цього вона поділяється на декілька категорій:

• АСК - вироби, виготовлені на основі склопластику;
• АУК – вуглекомпозитні армуючі вироби;
• АКК – арматура, виготовлена ​​з комбінованих композитних матеріалів.

На вітчизняному ринку найбільшого поширення набула склопластикова арматура.

Особливості структури

Склопластикова арматура – ​​це не просто дротик з композитного матеріалу. Вона складається із двох основних частин.

• Внутрішній стрижень є паралельно розташовані волокна склопластику, з'єднані між собою за допомогою полімерної смоли. Окремі виробники випускають арматуру, волокна внутрішнього ствола якої не паралельні один одному, а завиті в кіску. Слід зазначити, що саме внутрішній стрижень арматури зі склопластику формує її характеристики міцності.
• Зовнішній шар арматурного прутка, виготовленого зі склопластику, може бути виконаний у вигляді двонаправленої навивки з волокон композитного матеріалу або у вигляді напилення абразивного дрібнофракційного порошку.

Конструктивне виконання арматурних прутків зі склопластику, яке багато в чому визначає їх технічні та міцнісні характеристики, залежить від фантазії виробників та застосовуваних ними технологій виготовлення даного матеріалу.

Основні властивості

Склопластикова арматура, згідно з результатами численних досліджень, проведених компетентними організаціями, має низку характеристик, що вигідно відрізняють її від інших матеріалів подібного призначення.

• Арматурні прутки зі склопластику мають невелику масу, яка менша за вагу аналогічних виробів з металу в 9 разів.
• Склопластикова арматура, на відміну від виробів з металу, дуже стійка до корозії, відмінно протистоїть впливу кислого, лужного та солоного середовищ. Якщо порівнювати корозійну стійкість такої арматури з аналогічними властивостями виробів із сталі, вона вище в 10 раз.
• Властивість проводити тепло у склопластикової арматури значно нижча, ніж у виробів із металу, що мінімізує ризик виникнення містків холоду при її використанні.
• За рахунок того, що арматура зі склопластику транспортується значно простіше, а термін її експлуатації значно довший, ніж у металевої, її застосування вигідніше у фінансовому плані.
• Склопластикова арматура – ​​це діелектричний матеріал, який не проводить електричний струм, має абсолютну прозорість для електромагнітних хвиль.
• Використовувати такий матеріал для створення армуючих конструкцій значно простіше, ніж металеві прутки, для цього немає необхідності застосування зварювального обладнання та технічних пристроїв для різання металу.

Завдяки своїм безперечним достоїнствам склопластикова арматура, з'явившись відносно недавно на вітчизняному ринку, вже встигла здобути високу популярність як у великих будівельних організацій, так і у приватних забудовників. Тим часом має така арматура і ряд недоліків, до найбільш значущих з яких слід віднести:

• досить низький модуль пружності;
• не надто високу термічну стійкість.

Низький модуль пружності склопластикової арматури є плюсом для виготовлення каркасів для зміцнення фундаменту, але великим мінусом у тому випадку, якщо вона використовується для армування плит перекриття. При необхідності звернення в таких випадках саме до цієї арматури необхідно попередньо провести ретельні розрахунки.

Невисока термічна стійкість склопластикової арматури є серйознішим недоліком, що обмежує її застосування. Незважаючи на те, що така арматура відноситься до категорії самозагасних матеріалів і не здатна служити джерелом поширення вогню при її застосуванні в бетонних конструкціях, при високих температурах вона втрачає свої характеристики міцності. З цієї причини використовуватися така арматура може тільки для зміцнення конструкцій, які не піддаються впливу високих температур в процесі експлуатації.

Ще одним значним недоліком арматури, виготовленої зі склопластику, слід віднести те, що з часом вона втрачає свої характеристики міцності. Цей процес значно прискорюється, якщо вона піддається впливу лужних середовищ. Тим часом такого недоліку можна уникнути, якщо застосовувати склопластикову арматуру, виготовлену з додаванням рідкісноземельних металів.

Як і з чого виробляють склопластикову арматуру

Багатьом склопластикова арматура знайома не лише з фото в інтернеті, але й на практиці застосування у будівництві, проте мало хто знає, як вона виготовляється. Технологічний процес виробництва арматурних прутків зі склопластику, за яким дуже цікаво спостерігати за відео, легко піддається автоматизації та може бути реалізований на базі як великих, так і невеликих виробничих підприємств.

Для виготовлення такого будівельного матеріалу насамперед необхідно підготувати сировину, як яку використовується алюмоборсилікатне скло. Щоб надати вихідній сировині необхідний ступінь тягучості, його розплавляють у спеціальних печах і з отриманої маси витягують нитки, товщина яких становить 10–20 мікрон. Товщина отриманих ниток настільки невелика, що якщо зняти їх на фото або відео, то без збільшення отриманої картинки їх не розглянути. На склоніті за допомогою спеціального пристрою наноситься склад, що містить масло. Потім з них формуються пучки, які отримали назву склоровінгу. Саме такі пучки, зібрані з безлічі тонких ниток, є основою склопластикової арматури і багато в чому формують її технічні та міцнісні характеристики.

Після того, як нитки зі склопластику підготовлені, вони подаються на виробничу лінію, де їх і перетворюють на арматурні прутки різного діаметра та різної довжини. Подальший технологічний процес, познайомитися з яким можна за численними відео в інтернеті, виглядає так.

• Через спеціальне обладнання (шпулярник) нитки подаються на натяжний пристрій, який одночасно виконує дві задачі: вирівнює напругу, що є в склонитках, розташовує їх у певній послідовності та формує майбутній арматурний стрижень.
• Пучки ниток, на поверхню яких попередньо був нанесений склад, що містить масло, обдаються гарячим повітрям, що необхідно не тільки для їх просушки, але і для незначного нагрівання.
• Прогріті до потрібної температури пучки ниток опускаються в спеціальні ванни, де просочуються сполучною речовиною, а також нагрітим до певної температури.
• Потім пучки ниток пропускаються через механізм, з якого виконується остаточне формування арматурного стрижня необхідного діаметра.
• Якщо арматура виготовляється не з гладким, а з рельєфним профілем, то відразу після виходу з калібрувального механізму здійснюється навивка пучків зі склониток на основний стрижень.
• Щоб прискорити процес полімеризації сполучних смол готовий арматурний пруток подається в тунельну піч, перед входом в яку на прутки, що виготовляються без навивки, наноситься шар дрібнофракційного піску.
• Після виходу з печі, коли склопластикова арматура практично готова, стрижні охолоджують за допомогою проточної води і подають на різання або механізм їх змотування в бухти.

Таким чином, технологічний процес виготовлення склопластикової арматури не такий складний, про що можна судити навіть з фото чи відео його окремих етапів. Тим часом такий процес вимагає використання спеціального обладнання та суворого дотримання всіх режимів.

На відео нижче можна наочно ознайомитися з процесом виробництва композитної склоарматури на прикладі роботи виробничої лінії ТЛКА-2.

Параметри – вага, діаметр, крок навивки

Арматура, виготовлення якої використовується скловолокно, характеризується рядом параметрів, визначальних область її застосування. До найбільш значимих відносяться:

• вага одного погонного метра арматурного дроту;
• для виробів із рельєфним профілем – крок навивки пучків скловолокна на їх поверхні;
• діаметр арматурного стрижня.

На сьогоднішній день арматура з рельєфним профілем випускається з кроком навивки, рівним 15 мм.

Зовнішній діаметр арматурного прутка характеризується номером, який присвоюється виробу відповідно до Технічних умов виробництва подібної продукції. Відповідно до ТУ, арматурні прутки зі скловолокна сьогодні випускаються під такими номерами: 4; 5; 5,5; 6; 7; 8; 10; 12; 14; 16; 18. Вага погонного метра арматурних прутків із скловолокна, представлених на сучасному ринку, варіюється в межах 0,02–0,42 кг.

Види склопластикової арматури та сфери її застосування

Арматура, для виробництва якої використовується скловолокно, має безліч різновидів, що різняться між собою не тільки за діаметром і формою профілю (гладка і з рифленням), а й по області використання. Так, фахівці виділяють склопластикову арматуру:

• робочу;
• монтажну;
• розподільчу;
• спеціально призначену для армування бетонних конструкцій.

Залежно від розв'язуваних завдань, така арматура може використовуватися у вигляді:

• штучних прутків;
• елементів армуючих сіток;
• арматурних каркасів різної конструкції та габаритів.

Незважаючи на те, що арматура, виготовлена ​​зі склопластику, з'явилася на вітчизняному ринку нещодавно, підприємства, будівельні компанії та приватні особи вже досить активно використовують її для вирішення різноманітних завдань. Так, набирає популярності застосування склопластикової арматури в будівництві. З її допомогою армують фундаменти та інші конструкції з бетону (дренажні колодязі, стіни та ін.), її застосовують для зміцнення кладки, що виконується з цегли та блокових матеріалів. Технічні характеристики склопластикової арматури дозволяють успішно використовувати її в дорожньому будівництві: для армування дорожнього полотна, зміцнення насипів та слабких основ, створення монолітних бетонних основ.

Приватні особи, які самостійно займаються будівництвом у себе на присадибній ділянці або на дачі, також встигли оцінити переваги даного матеріалу. Цікавий досвід застосування склопластикової арматури на дачах та в городах приватних будинків як дуги для зведення парників. В інтернеті можна знайти безліч фото таких акуратних і надійних конструкцій, які не схильні до корозії, легко ставляться і так само легко демонтуються.

Великою перевагою використання такого матеріалу (особливо для приватних осіб) є простота його транспортування. Змотану в компактну бухту склопластикову арматуру можна забрати навіть на легковому автомобілі, чого не можна сказати про вироби з металу.

Що краще – склопластик чи сталь?

Щоб відповісти на запитання, яку арматуру краще використовувати – сталеву чи склопластикову, слід порівняти основні параметри цих матеріалів.

• Якщо арматурні прутки зі сталі мають і пружність, і пластичність, то склопластикові вироби - тільки пружністю.
• За межі міцності склопластикові вироби значно перевершують металеві: 1300 та 390 МПа відповідно.
• Більш доцільним є скловолокно і за коефіцієнтом теплопровідності: 0,35 Вт/м*С0 – проти 46 у сталі.
• Щільність арматурних прутків із сталі становить 7850 кг/м3, зі скловолокна – 1900 кг/м3.
• Вироби зі скловолокна, на відміну від арматурних прутків зі сталі, мають виняткову корозійну стійкість.
• Скловолокно - це діелектричний матеріал, тому вироби з нього не проводять електричний струм, відрізняються абсолютною прозорістю для електромагнітних хвиль, що особливо важливо при будівництві певного призначення (лабораторії, дослідні центри та ін.).

Тим часом вироби із скловолокна недостатньо добре працюють на вигин, що обмежує їх застосування для армування плит перекриття та інших сильно навантажених бетонних конструкцій. Економічна доцільність використання арматурних прутків, виготовлених із композитних матеріалів, полягає ще й у тому, що їх можна придбати рівно таку кількість, яку вам необхідно, що робить їх застосування практично безвідходним.

Резюмуємо все сказане вище. Навіть з огляду на всі унікальні характеристики композитної арматури, застосовувати її слід дуже обдумано і тільки в тих сферах, де даний матеріал виявляє себе найкраще. Небажано використовувати таку арматуру для зміцнення бетонних конструкцій, які в процесі експлуатації будуть дуже серйозні навантаження, здатні стати причиною її руйнування. У всіх інших випадках застосування арматури зі скловолокна та інших композитних матеріалів підтвердило свою ефективність.

Композитна арматура – ​​це матеріал для армування конструкцій. Застосовується переважно для армування бетонних конструкцій. Використовується для будівництва будівель, доріг, резервуарів, прокладання комунікацій та інших цілей.

Особливості виготовлення

На відміну від металевого аналога виробляється не зі сталі, а має основу, представлену стійкими до розриву вуглецевими, скляними базальтовими або волокнами. Останні покриті оболонкою із спеціального пластику. Для підвищення жорсткості використовується епоксидна смола, що покриває волокна.

З метою покращення зчеплення з бетоном прутки обмотують тонким шнуром. Для виготовлення останнього застосовується той самий матеріал, з якого виконана основа.

Шнур формує гвинтовий рельєф за аналогією з металевою арматурою. Для полімеризації епоксидної смоли застосовується спеціальна сушильна камера.

Після полімеризації виріб трохи витягують на спеціальному устаткуванні, після чого ріжуть на відрізки необхідної довжини.

Деякі виробники перед полімеризацією посипають композитні стрижні піском для покращення адгезії з бетоном.

Сфери використання

На відміну від металевої, композитна арматура має меншу сферу застосування. Вона застосовується для поліпшення з'єднання між оздоблювальними фасадними матеріалами та конструкціями, що несуть. Також за її допомогою проводиться укладання дорожніх плит. Арматуру із композитів застосовують при спорудженні опалубки резервуарів.

Може застосовуватися в каркасах, що споруджуються для посилення фундаментів стрічкової конструкції, а також у процесі виготовлення бетонної підлоги. Але, з цією метою така арматура застосовується рідше.

Армування композитною арматурою плит перекриття, перемичок та інших конструкцій, які зазнають навантаження на розтяг, виконувати не варто. Це зумовлено вищим рівнем гнучкості композитів, порівняно зі сталлю.

Експлуатаційні характеристики

Композитні матеріали мають значно менший модуль пружності, порівняно зі сталлю. В останній він становить 200 гПа, тоді як у композитів варіюється в діапазоні 60-130 гПа.

Отже, в однакових умовах, сталева арматура почне працювати раніше, запобігаючи розтріскуванню бетону. Пластикова арматура продовжуватиме гнутися, поки зусилля не досягне певного значення.

Загалом відгуки про композитну арматуру позитивні. Але необхідно враховувати, що вона підходить тільки для певних видів конструкцій. У ряді випадків її застосування неприпустимо через більшу гнучкість, низьку термостійкість та інші характеристики.

Вся композитна арматура ділиться на 4 види, залежно від матеріалу, що використовується в основі:

• АСК – склопластик;
• АБК – базальт;
• АУК - вуглець;
• АКК – комбінована, склопластикові та базальтові волокна.

Найдешевша - склопластикова, ціна на композитну арматуру за метр становить близько 10 руб. Але, це вартість виробів найтоншого діаметра – 4 мм. Найтовстіша арматура зі склопластику, з діаметром прута в 20 мм, має ціну вже в районі 95-100 руб. за погонний метр.

При цьому такі вироби найбільш поширені, проте мають найнижчу міцність у порівнянні з іншими видами. Максимальну міцність має вуглецева композитна арматура (АУК). Але і вартість у неї найвища.

Переваги і недоліки

Плюси та мінуси композитної арматури виходять безпосередньо з характеристик самих композитних матеріалів. До основних переваг можна віднести:

• хімічна інертність Матеріал повністю стійкий до корозії та більшості агресивних середовищ;
• низька теплопровідність збільшує теплоізоляційні параметри бетонних конструкцій;
• інертна до впливу магнітного поля і не перешкоджає проходженню радіохвиль. Завдяки цьому може застосовуватися під час зведення об'єктів, де не допускається екранування електромагнітних хвиль;
• вага композитної арматури в 3-4 рази нижча порівняно з металевим аналогом. Це полегшує процес монтажу та транспортування;
• композити не проводять електричного струму. Це виключає утворення блукаючих струмів і знижує ризик коротких замикань при пошкодженні проводки.

Основні мінуси:

• вигин невеликого радіусу неможливо виконати безпосередньо на будмайданчику. Тому вигнуті вироби необхідно попередньо замовляти у виробника;
• невисока термостійкість. Надмірне нагрівання та загоряння можуть призвести до руйнування бетонної конструкції. Скловолокно відрізняється високою термостійкістю, проте полімери, що використовуються для зв'язування волокон, втрачають міцність при температурі вище +200°С;
• старіння. Всі полімерні матеріали схильні до старіння.

Склопластикова чи сталева арматура – ​​що краще?

Вважається, що полімерна композитна арматура виграє у сталевої за рахунок доступнішої вартості. Але, якщо вивчити розцінки металобаз, ситуація часом виявляється протилежною. Сталеві вироби найчастіше на 20-25% дешевші.

Це пов'язано з тим, що продавці пластикових виробів найчастіше відштовхуються від так званого «еквівалентного» діаметра. Суть у тому, що композитна арматура міцніша на розрив у порівнянні з металевою.

Отже, щоб отримати схожі зі сталлю показники, можна використовувати менш товстий композит. Тому вважається, що кількість композиту для армування буде меншою порівняно з пластиком. Це і призвело до появи думки про те, що пластик дешевший. Хоча якщо взяти вироби однакового діаметра, сталь обійдеться дешевше.

Але, насправді потрібно використовувати більше пластику, оскільки враховується як параметр стійкості на розрив, а й інші характеристики. Тому який матеріал краще залежить від конкретного випадку.

У деяких ситуаціях доцільніше використати композитну арматуру, в інших не можна обійтися без сталі. Кожен вид виробів має своє призначення. Тому при виборі слід виходити з поставлених цілей, особливостей об'єкта, що зводиться, і будівельних норм.

Фото композитної арматури

Розроблена ще в середині минулого століття в СРСР склопластикова арматура (скорочено АСП або СПА) почала масштабно використовуватися порівняно недавно. Популярність склотекстолітові вироби набули завдяки зниженню вартості їх виробництва. Мала вага, висока міцність, широкі можливості застосування та легкість монтажу зробили арматуру СПА гарною альтернативою сталевим пруткам. Матеріал чудово підходить для малоповерхового будівництва, спорудження берегових укріплень, несучих конструкцій штучних водойм, елементів мостів, ЛЕП.

Склопластикова композитна арматура (АКС) є стрижнем, виготовленим зі скляного сплеточного ниткоподібного волокна (ровінга) прямого або скрученого, скріпленого особливим складом. Зазвичай це синтетичні епоксидні смоли. Інший вид є скловолоконним стрижнем з намотуванням з вуглепластикової нитки. Після намотування такі скловолоконні заготовки піддають полімеризації, перетворюючи їх на монолітний стрижень. Скловолоконна арматура має діаметр від 4 до 32 мм, завтовшки від 4 до 8 мм упаковується в бухти. Бухта містить 100-150 метрів арматури. Також можливе нарізування у заводських умовах, коли розміри надає замовника. Від технології виробництва та сполучного залежать характеристики стрижня.

Варіанти упаковки та транспортування АСП.

Виготовляють матеріал методом протягування. Скловолокно, намотане на бобінах, розмотують, просочують смолами та затверджувачами. Після цього пропускають заготівлю через фільєри. Їхнє призначення – віджимання зайвої смоли. Там же майбутня арматура ущільнюється і набуває характерної форми з циліндричним перерізом та заданим радіусом.

Після цього ще на не затверділу заготовку намотують по спіралі джгут. Він потрібний для кращого зчеплення з бетоном. Потім матеріал запікається в печі, де відбувається процес затвердіння та полімеризації сполучного. З печі прути прямує на механізм, де відбувається її протяжка. На сучасних заводах для полімеризації використовують трубчасті печі. Вони ж видаляються леткі речовини. Готову продукцію намотують у бухти чи нарізають прутки необхідної довжини (за попереднім замовленням клієнта). Після цього продукція відправляється на склад. Також клієнт може замовити арматуру із заданим кутом вигину.

Призначення та сфера застосування

Склопластикова арматура використовується в різних галузях промислового та приватного будівництва, для звичайного та попередньо напруженого армування будівельних конструкцій та елементів, експлуатація яких проходить у середовищах з різним ступенем агресивного впливу. Найвідоміші приклади використання.

1. Армування блокових, цегляних стін та стін із газосилікатних блоків. Склопластикова арматура показала дуже непогані результати при армуванні цих конструкцій. Основні плюси: економія коштів та полегшення конструкцій.
2. Як сполучна бетонних елементів, між якими розташовується утеплювач. СПА дозволяє покращити зчеплення бетонних елементів.
3. Для зміцнення несучих елементів конструкцій, які піддаються впливу факторів, що викликають корозію (штучні водоймища, мости, зміцнювальні споруди берегових ліній прісних та солоних природних водойм). На відміну від металевих прутів, скловолоконні не схильні до корозії.
4. Для армування конструкцій із клеєної деревини. Використання арматури із СПА дозволяє в рази підвищити міцність балок із клеєного дерева та підвищити жорсткість конструкції.
5. Можливе застосування в будівництві заглиблених стрічкових фундаментів для малоповерхових будівель, якщо вони розташовуються на твердих, нерухомих грунтах. Заглиблення виконується нижче рівня промерзання ґрунту.
6. Для підвищення жорсткості підлог у житлових будинках та промислових комплексах.
7. Для підвищення міцності та довговічності доріжок та дорожнього покриття.

Область застосування склопластикової арматури.

Властивості арматури зі склопластику

Щоб зрозуміти плюси та мінуси склопластикової арматури, необхідно знати її властивості. Опис переваги склопластикової арматури наведено нижче.

1. За корозійною стійкістю прути зі скловолокна майже вдесятеро перевищують традиційні металеві. Вироби зі склокомпозиту мало вступають у реакції з лугами, соляними розчинами і кислотами.
2. Коефіцієнт теплопровідності 0,35 Вт/м С проти 46 Вт/м С у сталевих прутків, що виключає появу містків холоду і помітно знижує тепловтрати.
3. З'єднання прутів із склокомпозиту проводиться пластиковими хомутами, в'язальним дротом та відповідними фіксаторами без зварювального апарату.
4. Склопластикова арматура - чудовий діелектрик. Ця властивість використовується ще з середини минулого століття при будівництві елементів ЛЕП, залізничних мостів та інших конструкцій, де електропровідні властивості негативно впливають на роботу приладів і цілісність конструкції.
5. Вага 1 метра склокомпозитної якісної арматури в 4 рази менша за метровий сталевий прут рівного діаметра при рівній міцності на розтяг. Це дозволяє у 7-9 разів зменшити вагу споруди.
6. Найменша в порівнянні з аналогами вартість.
7. Можливість безшовного укладання.
8. Величина коефіцієнта теплового розширення близька до коефіцієнта теплового розширення бетону, що практично виключає виникнення тріщин при перепадах температур.
9. Широкий діапазон температур, при якому можна застосовувати матеріал: від -60 до +90 С.
10. Заявлений термін служби – 50-80 років.

Арматура зі склопластику часом може успішно замінити сталеву, але вона має ряд недоліків, які необхідно враховувати ще на стадії проектування. Основні недоліки склопластикової арматури.

• Низька термостійкість. Сполучне спалахує при температурі 200 С, що не суттєво в приватному будинку, але неприпустимо в промислових об'єктах, де до конструкцій пред'являють підвищені вимоги до вогнетривкості.
• Модуль пружності всього 56 000 МПА (для сталевого арматурного дроту близько 200 000 МПа).
• Неможливість самостійно зігнути прут під потрібним кутом. Вигнуті прути виготовляють на заводі на індивідуальне замовлення.
• Міцність текстолітових виробів з часом знижується.
• Арматура склопластикова має низьку міцність на злам, яка згодом тільки посилюється.
• Неможливість створення жорсткого, жорсткого каркаса.

Різновиди арматури

Використання у будівництві склопластикової арматури вимагає ознайомлення з видами даного матеріалу. За призначенням матеріал ділиться на вироби:

• для монтажних робіт;
• робочу;
• розподільчу;
• для армування конструктивних елементів із бетону.

За способом застосування АСД підрозділяється на:

• нарізані дротики;
• армуючі сітки;
• арматурні каркаси.

За формою профілю:

• гладка;
• рифлена.

Форма профілю склопластикової арматури.

Порівняльні характеристики СПА та сталевої арматури

Для того щоб вибрати скловолоконну арматуру або сталеву, потрібно наочно порівняти два види. Порівняльні характеристики сталевої та склопластикової арматури наведені в таблиці.

Особливості монтажу СПА

Властивості та технічні характеристики СПА роблять матеріал практично ідеальним для будівництва будинку своїми руками. Для того, щоб будинок був міцним та прослужив кільком поколінням сім'ї, важливо грамотно виконати монтаж склопластикової арматури з огляду на її недоліки.

Горизонтальне армування фундаменту

Укладання СПА для армування фундаменту виконується після встановлення опалубки та підготовки площі. Після цього укладають поздовжній шар лозин. Для цього беруть дротики діаметром 8 мм. На нього укладають поперечний. Для цього беруть 6-міліметрову СПА. Ці шари утворюють сітку. Вузли з'єднання фіксуються затяжними хомутами або в'язальним дротом, діаметр якого 1 мм, 2 пояси. З'єднання виконують за допомогою , який можна купити або виготовити самостійно, використовуючи товстий дріт. Для більших обсягів робіт рекомендується користуватися апаратом для в'язання з електроприводом.

Краї сітки із прутків повинні бути в 5 см від опалубки. Домогтися необхідного розташування можна за допомогою фіксаторів або звичайної цегли. Коли сітка готова та розташована правильно, заливають бетонну суміш. Тут необхідно бути обережними. Арматура для фундаменту АСП не має такої твердості, як сталева. При необережній заливці вона може прогнутися або зміститися із заданого положення. Якщо прутки змістяться, виправити ситуацію після заливання буде дуже складно.

Для отримання міцного фундаменту без порожнеч залиту бетонну суміш утрамбовують будівельним вібратором.

Як уникнути проблем?

Основні проблеми, пов'язані з використанням прутків із волокон скла, полягають у неякісному/бракованому матеріалі та неписьменному інженерному розрахунку конструкції. Проблеми можуть виникнути в будівництві будинку, якщо не враховані характеристики склопластикової арматури, що використовується.

Уникнути проблем під час та після будівництва допоможуть точні розрахунки, акуратність виконання робіт, суворе дотримання рекомендацій виробника щодо вибору та монтажу матеріалу.

Перевірити якість товару до придбання можна лише візуально. Для цього слід звертати увагу на такі моменти.

• Виробник. Якщо товар купується не так на заводі, необхідно запитати документацію на товар, що підтверджує його якість і заводський (не кустарний) вид виробництва.
• Колір. Однорідний по всьому дроту колір говорить про якість. Нерівномірно забарвлений виріб означає, що було порушено технологію виробництва.
  • Коричневий колір свідчить про вигорання речовини.
  • Зелений – про недостатню термообробку.
• Поверхня стрижня має бути без сколів, виїмок, раковин та інших дефектів, спіральна навивка – рівна, безперервна, з постійним кроком.
• Незважаючи на бажання заощадити, слід пам'ятати, що якісну склопластикову арматуру не продають дешево. Занадто низька вартість говорить про малу міцність і недовговічність.

Застосування склопластикової арматури часом доцільно замість металевої арматури. Іноді допустимо комбінувати металеві та склопластикові прутки при спорудженні однієї конструкції. Щоб згодом не шкодувати використання АКС, слід ретельно проводити розрахунки майбутніх будівель на стадії проектування. Підбирають композитну арматуру аналогічно сталевий, враховуючи ключові параметри: міцність на вигин, показник міцності на розрив та ін.

Можливість використання скловолоконних прутків оцінюється виходячи з рухливості та типу ґрунту, вимог пожежної безпеки, поздовжніх та поперечних навантажень, які впливатимуть на конструкцію. Наприклад, на болотистих та рухомих ґрунтах для армування застосовують металеву арматуру. Склопластикову арматуру просто зламають рух грунту через її малу міцність на злам.