Композитная арматура – что это такое, характеристики, где применяется, плюсы и минусы, основные виды и их особенности

Композитная арматура — это строительный материал, который набирает популярность благодаря своим уникальным свойствам и преимуществам перед металлической арматурой. В статье рассмотрим характеристики, области применения, а также плюсы и минусы композитной арматуры. Вы узнаете, как правильно выбирать, использовать, гнуть и вязать этот материал, что поможет сделать осознанный выбор при планировании строительных проектов и повысить их долговечность и надежность.

Что такое композитная арматура?

Речь идет о стержнях, которые производятся из различных материалов:

• стекло;
• базальт;
• углерод;
• арамид.

Композитная арматура не является просто стеклом или каким-либо другим материалом в своем первозданном виде. Она проходит процесс пропитки специальными термопластичными и термореактивными смолами, а затем добавляются компоненты для затвердевания. Для повышения сцепления с бетоном, поверхность композитной арматуры обрабатывается особым образом, создавая характерные ребра, после чего она покрывается песком. В настоящее время композитная арматура находит применение в самых различных областях, все чаще выступая в роли замены для металлических аналогов.

Композитная арматура представляет собой современный строительный материал, который активно используется в различных отраслях. Эксперты отмечают, что она состоит из полимерных матриц, армированных стекловолокном или углеволокном, что придаёт ей высокую прочность и лёгкость. Основные характеристики включают коррозионную стойкость, низкую теплопроводность и устойчивость к химическим воздействиям.

Применение композитной арматуры широко: от строительства мостов и зданий до армирования бетонных конструкций в агрессивных средах. К преимуществам можно отнести долговечность, снижение веса конструкций и простоту монтажа. Однако, несмотря на множество плюсов, существуют и минусы, такие как высокая стоимость и ограниченная доступность. Основные виды композитной арматуры включают стеклопластиковую и углепластиковую, каждая из которых имеет свои уникальные свойства и области применения.

Композитная арматура – характеристики

Данный элемент имеет несколько уникальных характеристик. Рассмотрим, какие свойства присущи неметаллической арматуре:

1. Состав – стекловолокно с диаметром от 10 до 16 микрон.
2. Доступные профили – от 4 до 20.
3. Длина изготавливается в соответствии с запросами клиента.
4. Относительное удлинение составляет 2,2%.
5. Предел прочности на растяжение достигает 1200 МПа.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о композитной арматуре:

1. Легкость и прочность: Композитная арматура, как правило, изготавливается из стекловолокна или углеродного волокна, что делает её значительно легче стальной арматуры. При этом она обладает высокой прочностью на растяжение, что позволяет использовать её в конструкциях, где важен вес, например, в мостах и высоких зданиях.

2. Коррозионная стойкость: Одним из главных преимуществ композитной арматуры является её высокая устойчивость к коррозии. В отличие от стальной арматуры, которая подвержена ржавчине, композитные материалы не реагируют на воздействие влаги и химических веществ, что делает их идеальными для использования в агрессивных средах, таких как морская вода или химические заводы.

3. Электрическая изоляция: Композитная арматура обладает хорошими изоляционными свойствами, что делает её подходящей для применения в строительстве объектов, где требуется предотвращение электрических разрядов. Это особенно важно в таких сферах, как электроника и энергетика, где безопасность является приоритетом.

Эти характеристики делают композитную арматуру все более популярной в строительстве и инженерии, несмотря на её более высокую стоимость по сравнению с традиционной стальной арматурой.

Где применяется композитная арматура?

Этот материал находит применение в самых различных областях:

1. В строительстве, при возведении разнообразных типов жилых и нежилых зданий.
2. Композитная арматура активно используется в процессе ремонта конструкций из железобетона и кирпича.
3. В дорожном строительстве – для укрепления откосов, эстакад и берегоукрепительных сооружений.
4. Арматура из композитных материалов показала свою эффективность в регионах с высокой сейсмической активностью.
5. В горнодобывающей промышленности. Она применяется для укрепления грунта, горных выработок, тоннелей и других объектов.
6. При строительстве и ремонте зданий различного назначения, включая работы в зимний период, когда в кладку добавляют отвердители и противоморозные добавки, которые могут негативно влиять на металл.
7. Для возведения дорог и объектов, подверженных воздействию противогололедных реагентов.
8. На буровых установках в качестве элементов погружных нагелей.
9. Для укрепления грунта под различными строительными конструкциями.

Плюсы и минусы композитной арматуры

Как и у любого строительного материала, у арматуры из пластика имеются свои плюсы и минусы. К числу преимуществ можно отнести:

1. Высокую прочность.
2. Устойчивость к коррозии. Пластиковая арматура обладает отличной защитой от воздействия влаги и солей, что делает ее идеальной для использования в агрессивных условиях.
3. Низкую проводимость как электричества, так и тепла.
4. Удобство транспортировки. Ее легко перевозить в бухтах.
5. Экологическую безопасность. Композитная арматура не наносит вреда окружающей среде, не выделяет токсичные вещества при разложении и не поглощает радиоактивные элементы.
6. Совпадение коэффициента температурного расширения с бетоном. Это означает, что материал сжимается и расширяется вместе с бетоном при изменении температуры, что предотвращает образование трещин и сохраняет его целостность.

Композитная арматура и металлическая арматура – сравнение

Многих интересует вопрос, что предпочтительнее – композитная арматура или металлическая? Чтобы разобраться в этом, необходимо провести сравнение этих двух материалов:

1. Металлическая арматура имеет больший удельный вес.
2. У композитов предел прочности на растяжение варьируется от 600 до 1300 МПа, в то время как у металла этот показатель составляет 390 МПа.
3. В отношении модуля упругости преимущество на стороне металла.
4. При нагрузке металлическая арматура демонстрирует кривую с площадкой текучести, тогда как композиты показывают линейную зависимость.
5. Металл подвержен коррозии, в то время как пластик не страдает от этого.
6. Композитные материалы не проводят тепло и электричество, в отличие от металла.

Таким образом, композитная арматура превосходит металлическую по многим критериям. Кроме того, производители отмечают значительную разницу в стоимости этих материалов. По расчетам, при приобретении композитных элементов можно сэкономить до 200%, и это только на материале. Транспортировка таких изделий также обходится дешевле благодаря их легкости и компактности. Эти характеристики позволяют существенно сократить затраты на погрузку и выгрузку.

https://youtube.com/watch?v=H7DqyPnXDJQ

Виды композитной арматуры

Существует несколько типов этого строительного материала:

1. Стеклопластиковая арматура (АСП). Главным компонентом является стекловолокно, которое обеспечивает прочность. В качестве связующего вещества используются термореактивные смолы. Этот материал отличается легким весом и высокой прочностью. Его основное преимущество – предел разрушения, который в 2,5 раза выше, чем у металлических аналогов.

2. Базальтопластиковая арматура (АБП). Для производства этого типа используется базальтовое волокно и смолы. Он обладает повышенной устойчивостью к негативным воздействиям окружающей среды. Жаропрочность аналогична стеклопластиковым изделиям и составляет до +160°С.

3. Углепластиковая арматура. Основу этого материала составляют переплетенные нити углеродного волокна, которые характеризуются высокой плотностью, жесткостью и легкостью. Она демонстрирует превосходные показатели прочности на растяжение и упругости, достигая значений до 350 ГПа.

Как выбрать композитную арматуру?

При выборе данного материала следует учитывать несколько ключевых факторов:

1. Нагрузочные характеристики проекта. Они определяют диаметр прутьев. Важно измерять его по стволу, игнорируя ребра.
2. Цветовая однородность. Цвет должен быть равномерным в пределах одной бухты. Если наблюдаются различия, это может указывать на то, что композитная арматура для фундамента была пережжена, что негативно сказывается на ее эксплуатационных свойствах.
3. Качество ребер. Если производитель не придерживается технологических стандартов, арматура из полимеров может иметь слабо выраженные и малорельефные ребра. Они могут быть недостаточно заметны на стволе, что недопустимо, так как это ухудшает физико-механические характеристики материала.
4. Сфера применения. Например, стеклопластик способен выдерживать движения земных плит, что делает его подходящим для использования в сейсмоопасных зонах, в то время как базальтопластик используется для укрепления конструкций в морских и других агрессивных условиях.
5. Репутация бренда. Уважающая себя компания не будет выдавать один тип арматуры за другой, добавляя ненужные примеси и компоненты. Кроме того, она располагает всеми необходимыми сертификатами и отчетами о проверках.

https://youtube.com/watch?v=ZXw6Ut1HxqM

Как использовать композитную арматуру?

Соблюдайте следующие рекомендации при работе с материалом:

1. Арматуру, не изготовленную из металла, следует обрабатывать с помощью специализированного инструмента – горячего резака или болтореза. Использование пилы для этих целей строго запрещено.
2. Гибку применяют только при создании отдельных компонентов. Для этого необходимый участок нагревают с помощью электрического фена, а затем дают ему остыть естественным образом.
3. При разматывании важно снять напряжение в витках. Это можно сделать, зафиксировав конец на корпусе с помощью цепи.
4. Подготовка деталей для будущего каркаса осуществляется вручную.

Как гнуть композитную арматуру?

При работе с таким материалом может возникнуть необходимость его изгиба. В этом случае возможны три сценария:

1. Заказ готовой полимерной арматуры у производителя. Изготовленная в соответствии с ГОСТом и чертежами клиента, она будет полностью соответствовать всем необходимым стандартам.
2. Использование стальных наконечников, специально предназначенных для композитных стержней. Их устанавливают на концах изделий с помощью цанговых зажимов или химических анкеров. После приварки наконечников арматура приобретает нужную форму.
3. Одновременный изгиб металлической и стеклопластиковой арматуры с их соединением. Это обеспечит надежное соединение с требуемым радиусом.

Как вязать композитную арматуру?

Композитная полимерная арматура может служить надежным каркасом, но только при условии правильного выполнения вязки. Этот процесс включает несколько шагов:

1. Размотайте бухту и нарежьте отрезки нужной длины.
2. Разместите полученные прутья на специальные подставки.
3. На продольные элементы уложите поперечные, соблюдая необходимые пропорции.
4. В местах пересечения прутьев выполните вязку. Для этого сложите проволоку пополам, протяните её под местом соединения и скрутите петлю, захватывая свободный конец.
5. Закрепив первый ряд, переходите к монтажу следующего и продолжайте в том же духе.

https://youtube.com/watch?v=HoxgQfQKT-o

Экологические аспекты использования композитной арматуры

Композитная арматура, благодаря своим уникальным свойствам, становится все более популярной в строительстве и других отраслях. Однако, помимо технических характеристик, важным аспектом является ее влияние на окружающую среду. Рассмотрим экологические аспекты использования композитной арматуры более подробно.

Во-первых, композитная арматура изготавливается из материалов, которые могут быть переработаны. Это означает, что в конце срока службы конструкций, в которых она используется, арматуру можно переработать и использовать повторно, что значительно снижает количество отходов и уменьшает нагрузку на свалки.

Во-вторых, композитные материалы, как правило, имеют меньший углеродный след по сравнению с традиционной стальной арматурой. Производственный процесс композитной арматуры требует меньше энергии, что приводит к снижению выбросов парниковых газов. Это особенно актуально в условиях глобального изменения климата, когда каждая тонна углерода имеет значение.

Кроме того, композитная арматура устойчива к коррозии, что позволяет значительно продлить срок службы конструкций и уменьшить необходимость в частом ремонте и замене. Это, в свою очередь, снижает потребление ресурсов и энергии, необходимых для обслуживания и восстановления зданий и сооружений.

Однако стоит отметить, что не все композитные материалы являются экологически чистыми. Некоторые виды смол и добавок, используемых в производстве композитной арматуры, могут быть токсичными и негативно влиять на окружающую среду. Поэтому при выборе композитной арматуры важно обращать внимание на состав материалов и их экологические характеристики.

Также следует учитывать, что композитная арматура может быть менее подвержена воздействию внешней среды, что снижает риск загрязнения в процессе эксплуатации. Например, в отличие от стальной арматуры, композитная арматура не ржавеет и не выделяет вредных веществ в грунт и воду.

В заключение, использование композитной арматуры имеет как положительные, так и отрицательные экологические аспекты. Важно проводить тщательный анализ и выбирать качественные и безопасные материалы, чтобы минимизировать негативное воздействие на окружающую среду и способствовать устойчивому развитию строительной отрасли.

Вопрос-ответ

Почему нельзя использовать композитную арматуру?

Композитная арматура имеет ограничения в прочности при прогибе. Она не выдерживает таких нагрузок, при которых стальной прут согнется и может разорваться. Поэтому композитную арматуру рекомендуется использовать для конструкций на упругом основании, но не стоит применять для укрепления балок и плит перекрытия.

Где можно применять композитную арматуру?

Композитную арматуру можно применять в строительстве и ремонте различных конструкций, таких как мосты, дороги, здания, а также в водных и морских сооружениях, где требуется высокая коррозионная стойкость. Она также используется в производстве трубопроводов, резервуаров и в других областях, где важны легкость, прочность и долговечность материалов.

Какую нагрузку выдерживает композитная арматура?

У композитной арматуры он составляет 45 000 МПа, у металлической – 200 000 МПа.

Советы

СОВЕТ №1

Перед выбором композитной арматуры, обязательно ознакомьтесь с её характеристиками, такими как прочность на растяжение, модуль упругости и устойчивость к коррозии. Это поможет вам выбрать наиболее подходящий материал для вашего проекта.

СОВЕТ №2

При планировании использования композитной арматуры в строительстве, учитывайте климатические условия региона. Например, в местах с высокой влажностью или агрессивной средой композитная арматура может продлить срок службы конструкции.

СОВЕТ №3

Обратите внимание на производителя и сертификаты качества композитной арматуры. Выбор проверенных брендов с хорошей репутацией поможет избежать проблем с качеством и долговечностью материала.

СОВЕТ №4

Не забывайте о правильной технологии укладки композитной арматуры. Соблюдение рекомендаций по монтажу и соединению арматуры обеспечит надежность и прочность вашей конструкции.