Композитна арматура для фундаменту і армування залізобетонних елементів

Сучасні технології - композитна арматура

Більше століття для армування залізобетонних елементів застосовують сталеву арматуру. Цьому сприяють хороше зчеплення сталевого періодичного профілю з бетоном, майже однакові коефіцієнти теплового розширення, взаємно зворотні сильні і слабкі сторони (бетон добре працює на стиск, арматура - на розтягнення). Недоліків у такого рішення небагато: корозія стали і токопроводной. У спробі їх нівелювати була створена неметалічна композитна арматура. Про неї і поговоримо в цій статті.

Види композитної арматури

На сьогоднішній день існує шість видів композитної неметалевої арматури:

• склопластикові (AHK-C);
• базальтопластікових (AHK-Б);
• углепластиковая (AHK-Г) і арамідна (АНК-А);
• гібридна (AHK-Г);
• скло армовані поліетилентерефталат.

З причини високої вартості вуглепластика, арамида і скло армовані поліетилентерефталату, поширення набули перші два варіанти.

За своєю суттю композитна арматура це пасма волокон, з`єднаних між собою термореактивної синтетичною смолою. Періодичний профіль, необхідний для хорошого зчеплення з бетоном, створюється одним з трьох методів: обвивка пасма навколо стрижня, штампування, обсипання абразивним матеріалом (наприклад, грубозернистим піском).

Композитна арматура зі штампованим профілем.

Композитна арматура з обсипанням.

Перший варіант не здатний сприймати в тілі бетону значні розтяжні зусилля через відшарування обмотки від стовбура стержня (при низьку якість виготовлення). Другий варіант не завжди володіє достатньою зчепленням з бетоном. Третій варіант характерний, як правило, достатнім зчепленням і рівномірним розподілом навантаження уздовж стрижня. У будівництві можуть застосовуватися всі зазначені види.

Переваги та недоліки композитної арматури

До переваг неметалевої арматури відносять високу корозійну стійкість до ряду хімічних середовищ (в першу чергу до води), діелектричні властивості, низька вага, можливість виготовлення та доставки на майданчик будівництва стрижнів великої довжини.

Недоліків набагато більше. Сюди відносять:

• низький модуль деформації;
• дуже низьку термічну стійкість;
• неможливість виготовлення арматурних виробів;
• непридатність такої арматури в якості стислій;
• висока вартість при прийнятній якості і неприйнятне якість при низькій ціні;
• відсутність достатньої нормативної бази для розрахунку і конструювання композітобетонних елементів;
• відсутність єдиного стандарту і технічних умов на виготовлення і тестування такої арматури.

Через низький модуля деформації неметаллическую арматуру легко зігнути. Це призводить до складності монтажу верхнього армування всіх видів плит. При укладанні верхньої арматури робочі ходять прямо по стрижнях. У випадку з композитної арматурою під вагою людини вона буде сильно прогинатися. Крім того, забезпечити проектне положення такого стрижня під час заливки і ущільнення бетонної суміші значно складніше в порівнянні зі сталевим варіантом.

Низька термічна стійкість (як правило, до 100 ° С) обумовлює необхідність застосування вогнезахисних складів для армованих бетонних конструкцій, що призводить до подорожчання. При зведенні монолітних споруд широко застосовуються заздалегідь виготовлені криволінійні елементи зі сталевої арматури. Їх жорсткість, необхідна для монтажу, досягається за допомогою зварювання. У випадку з неметалевої арматурою їх виготовлення «за раніше» неможливо, що призводить до збільшення часу формування арматурного каркаса.

У сильно навантажених залізобетонних конструкціях (наприклад, в ригелях) постановка розрахункової арматури в стислій зоні може дозволити уникнути збільшення перерізу конструкції. З причини низького модуля деформації такий «фокус» з композитної арматурою неможливий. Крім того, найдешевший вид неметалевої арматури з обвивка часто не може бути застосований в сильно навантажених конструкціях - остання просто відшаровується від стрижня, в результаті чого арматура просто перестає працювати. Це може привести до обвалення конструкцій.

Але найістотнішим недоліком є ​​відсутність єдиної нормативної бази. Так, наприклад, для найдешевшої композитної арматури AHK-C застосовується стеловолокно. Воно буває наступних типів: Е, С, S, AR, R, ECR, ровинг (в свою чергу підрозділяється на директ ровинг, ассемблірованний ровинг і малосложенний ровинг). Вельми сумнівно, що при покупці такої арматури продавець зможе надати всю необхідну інформацію, адже вона є тільки у виробника.

Виконати розрахунок необхідного неметаллического армування також важко саме на увазі великого розмаїття матеріалів і методів виготовлення. Сама методика розрахунку багато в чому ідентична сталевому варіанту. Проблема полягає у визначенні розрахункових характеристик самої композитної арматури. Виробнику вигідно кілька завищити розрахункові показники для просування своєї продукції на ринок.

Ситуація ускладнюється низьким значенням горезвісного модуля деформації - таку арматуру складніше включити в роботу. Частково це питання може бути вирішене попереднім напруженням арматури, але нюанси зчеплення композитних стрижнів з бетоном знижують ефективність попереднього напруження. На сьогоднішній день процес натягу композитної арматури в тілі бетону носить лише експериментальний характер.

Таким чином, мінусів у «сучасної» арматури більше, ніж плюсів. Та й сучасність її під питанням, перші кроки щодо застосування стеклопластиковой арматури були зроблені майже сорок років тому. Проте, про повну марності неметалічних стрижнів армування говорити не доводиться - поступово вона відіграє у стали свою нішу.

Досвід застосування композитної арматури

Вотчиною композитного армування є агресивне середовище і приміщення з підвищеними вимогами до радіо-прозорості. У першому випадку мова йде про зміцнення укосів гідротехнічних споруд (каналів, штучних водоймищ і т.п.). У другому - приміщення медичного призначення. Наприклад, кабінети магнітно-резонансних досліджень. Сталеві елементи, притягує магнітним полем, вносять спотворення в роботу томографів.

Тим не менше, використання неметалевої арматури для будівництва «звичайних» об`єктів можливо.

Композитна арматура - як в`язати?

Принципи армування ідентичні класичного варіанту з використанням сталевої арматури.

З`єднувати композитну арматуру в сітку можна пластиковими хомутами.

`Язані з`єднання для неметалевої арматури нічим не відрізняється від сталевої.

У приватному будівництві композитна арматура на увазі своїх недоліків і немаленькою вартості застосовується рідко. Поштовхом до популяризації і до здешевлення неметаллического армування (наприклад, фундаменту при будівництві будинку) стане прийняття єдиних норм і стандартів в нашій країні. За кордоном це вже зроблено, і композитне армування там зустрічається частіше. Але повноцінним чином замінити сталеву арматуру композит чи колись зможе.