Композитная арматура в России сегодня

На сегодняшний день одним из самых распространённых инновационных направлений в строительной сфере является применение композитной арматуры, в том числе и благодаря преимуществам и простоте работы с ней. В 2012г. вышел основной документ – ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций». С его появлением композитная арматура получила полноценную «путевку в жизнь».

Композитную арматуру можно разделить на несколько видов по следующим принципам:

  1. По наполняющую ее волокну – на стеклопластиковую, базальтопластиковую, арамидную, углепластиковую, комбинированную.
  2. По конструкции стержня – с наружной навивкой-ребрами, с вдавленной в основной стержень навивкой, с абразивной посыпкой, с проточенными спирально канавками-ребрами.

С экономической и эксплуатационной точек зрения, наиболее популярным видом арматуры сегодня является арматура на основе стекловолокна, имеющая наружную навивку-ребра.

153

Одним из основных эксплуатационных преимуществ стеклопластиковой композитной арматуры служит функциональная возможность скручивания в бухты по 50 и 100 м.

Основные преимущества

Преимуществ у композитной арматуры перед более классическим, металлическим, аналогом немало. Из основных можно отметить высокую прочность на разрыв, стойкость к коррозии, низкий вес. Также немаловажны дополнительные характеристики стеклокомпозита, такие как: практически не ограниченная длина стержня, радиопрозрачность, низкая теплопроводность, схожий с бетоном коэффициент теплового расширения.

Техническое сравнение с металлом

Материал

Стальная арматура
А-III(А400С)

Композит арматура (АКС)

Предел прочности при растяжении, мПа

σв – 390

σр – 355

σв – 1300

σр – 1000

Относительное удлинение,

%

до 14

2,0

Коэффициент теплопроводности,

Вт/(м * С)

46

0,35

Модуль упругости,

мПа

200 000

50 000

Коэффициент линейного расширения

13-15

9-12

Плотность,

(г/см3)

7,8

2

Коррозийная стойкость

низкая

высокая

Электропроводность

электропроводна

диэлектрик

Длинна стержней

6-12 м

не ограничена

Если сравнивать композитную арматуру с металлической, то основными отличиями можно назвать два параметра. Это прочность на разрыв и модуль упругости.

Прочность на разрыв у композитной арматуры выше, чем у металла, примерно в 3 раза, что в ряде случаев позволяет применять ее с уменьшением диаметра стержня, по сравнению с металлическим аналогом. В то же время модуль упругости ниже, чем у металла, в 4 раза. Исходя из этого, делаем вывод о том, что применение композитной арматуры с использованием ее высоких прочностных характеристик, необходимо производить с учетом низкого модуля упругости, подтверждая расчетом.

Таким образом, часто встречающаяся в российских источниках таблица замены диаметров металл/композит возможна не во всех видах конструктива, и применение ее как абсолютной формулы замены неверно.

Конструктивы и экономия

Из наиболее благоприятного для применения композитной арматуры конструктива можно назвать фундаментную плиту на упругом основании. Модуль упругости в ней не имеет такого расчетного значения как, например, в перекрытии или балке.

С технической точки зрения, композитная арматура может применяться практически в любом виде конструктива, но, исходя из расчетной возможности использования ее высоких прочностных свойств, применение может давать разный экономический эффект. Например, если в фундаментной плите композитная арматура диаметром 8 мм заменила металлическую диаметром 12 мм, то в балке или перекрытии такая замена вряд ли возможна.

В подобных случаях решается вопрос о целесообразности замены металла и анализа экономического эффекта от композита, который бывает прямым, технологическим и эксплуатационным.

Прямой экономический эффект – когда, используя высокие прочностные характеристики композитной арматуры, подтверждая расчетом, производим замену большего металлического диаметра на меньший композитный.

Технологический экономический эффект – когда технология использования материала обходится дешевле.

В случае с композитной арматурой это:

  • логистика, в том числе доставка в труднодоступные северные, горные районы и участки с бездорожьем;
  • отсутствие необходимости применения техники при монтаже;
  • сокращение времени монтажа;
  • отсутствие лишних соединений внахлест.

Эксплуатационный экономический эффект – когда увеличивается срок эксплуатации сооружения за счет отсутствия коррозии и связанных с этим разрушений целостности конструктива.

Комбинированное использование

Принцип замены на современной стройке подразумевает использование композитной арматуры в виде длинных прямых стержней, покрывающих сформированным из них армокаркасом основные площади конструктива.

Г– и П–образные элементы, как, впрочем, и сложные сварные узлы (там, где сварка действительно необходима, например, в основаниях колонн) на данный момент применяют металлические. Связано это с тем, что композитная арматура может изгибаться на углы около 90 только в процессе производств, и отдельное приобретение подобных элементов различных типоразмеров не всегда удобно и рентабельно для строительных организаций – стоимость гнутых композитных элементов выше. По этим причинам те, кто применяет композитную арматуру сегодня, идут по рациональному пути комбинированного применения там, где есть положительный эффект. То есть основной армокаркас вяжется из композитной арматуры, П– и Г–образные элементы – из металлической.

Отдельно о качестве и соответствии ГОСТ

Вопрос качества и соответствия установленным стандартам в отношении композитной арматуры стоит достаточно остро. Связано это с тем, что принципиальная схема производства несложна, и на первый взгляд может показаться, что умельцы, имеющие некое производственное оборудование или изготовившие его сами (а бывает и такое), вполне способны производить строительный материал. Но реалии таковы: задачу обеспечения качественными сырьевыми составляющими и контроля технологического процесса производства кустарные производства не могут решать на должном уровне. В итоге визуально похожие друг на друга композитные «палочки» разных производителей могут кардинально отличаться характеристиками.

С выходом ГОСТ 31938-2012 на композитную арматуру с вопросом оценки качества ситуация стала понятнее, но возник вопрос сертификации. Далеко не все сертификационные центры располагают собственной испытательной базой. В таких случаях сертификаты выдаются на основе предоставленных производителем протоколов испытаний в виде цифровых таблиц, составленных в неких испытательных центрах, профиль работ которых не всегда понятен в принципе. Во избежание подобных недоразумений я рекомендую применять продукцию, сертифицированную в известных профильных учреждениях с полноценными техотчетами об испытаниях, содержащими ссылки на используемое оборудование, цифровые данные, подкрепленные диаграммами, фотографии.

Практика применения. Реальные проекты

Современное применение композитной арматуры уже шагнуло дальше коттеджного строительства. Уже сейчас есть монолитные многоквартирные малоэтажные дома, прошедшие госэкспертизу, торговые центры и другие типы инженерных сооружений, армированные композитным каркасом.

Предлагаю вашему вниманию краткий обзор примеров объектов, в строительстве которых была применена композитная арматура.

 

Монтаж композитной арматуры при строительстве многоквартирного малоэтажного дома по программе расселения из ветхого и аварийного жилья, 2012 г., г. Клин Московской области
Применение композитной арматуры в гидросооружениях на примере строительства очистного сооружения. 2013 г., Московская область

Автор:

Андрей Борисов, руководитель направления

«Композитная арматура» АО «СТЕКЛОНиТ» (ГК «РУСКОМПОЗИТ»)

Источник: журнал «Регион Развития» №1 от 13.02.2018г.