Композитная арматура плюсы и минусы

Композитная арматура – сравнительно молодой в строительстве материал, который, несмотря на свой возраст, успел себя положительно зарекомендовать среди сообщества строителей, и прочно обосноваться на стройплощадке, потеснив стальную арматуру. Это – материал, состоящий из нескольких компонентов. Точнее, основных компонентов два:

1. Волокна, которые несут основную нагрузку, и непрерывно тянутся по всей длине арматурного стержня. Объем волокон должен быть не менее 75% от массы арматуры.
2. Связующее на основе термореактивных смол, благодаря которому компоненты соединяются в единое целое.

Диаметр арматуры, согласно нормативному документу ГОСТ 31938-2012, устанавливается и используется следующий: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 и 32 мм. Из них диаметры от 4 до 8 производятся и продаются в скрученном виде (мотках, барабанах), что облегчает транспортировку. Остальные диаметры производятся и продаются в прутках со стандартной длиной 6 – 12 метров.

Состав композитной арматуры бывает различный, и, в зависимости от компонентов, меняются свойства и себестоимость готового продукта.

Какая бывает композитная арматура

Классификация композитной арматуры в соответствии с составом волокон, несущих основную нагрузку, следующая:

• стеклопластиковая,
• базальтокомпозитная;
• углекомпозитная,
• арамидокомпозитная
• комбинированная композитная арматура.

В последнем варианте разные волокна комбинируются в необходимой пропорции. Оптимальный вариант по себестоимости и свойствам – стеклопластиковая арматура, которая и получила наибольшее распространение.

На наружную оболочку композитной арматуры следует обратить особое внимание. Арматура (и композитная, и стальная) должна как можно плотнее сцепляться с бетоном, который она армирует, и эту задачу решает именно наружная поверхность. У разных производителей оболочка выполнена по-разному; например, где-то – это выступы волокон определённой формы, где-то – песок крупной фракции, и т.д.

Как правильно укладывать композитную арматуру

Перед заливкой бетонного элемента композитная арматура укладывается и вяжется в виде пространственного жесткого каркаса. Если вы покупали материал в бухте, её необходимо размотать, разрезать на нужные отрезки, и дать ей распрямиться, отлежаться, вернуть свою форму.

Далее, мы определяем необходимую для нашего бетонного изделия форму каркаса (или прибегая к помощи квалифицированных специалистов, или ищем информацию в интернете, и на свой страх и риск сами проектируем каркас). К сожалению, каждое изделие индивидуально, и в каждом конкретном случае правильный путь – это работа инженера-проектировщика, который в составе проекта дома, опираясь на расчетные данные проекта дома, предоставит дополнительно формы и размеры каркасов для армирования, а также диаметр арматуры и другие данные.

В местах пересечения прутков их необходимо зафиксировать. Фиксация выполняется либо при помощи специальных кляймеров (это идеальный вариант), либо при помощи пластиковых хомутов, если нет специализированного крепежа. Угловые пересечения прутков могут быть выполнены либо в металле (комбинируем композитный каркас и стальную арматуру), либо могут быть изготовлены на заводе-производителе цельнолитым элементом.

Так, как композитный каркас имеет малую жесткость и меняет свои размеры от малейших наружных воздействий, его необходимо закрепить. Идеальным решением будет применение стальных элементов каркаса, которые увеличат жесткость и позволят композитным пруткам не сдвинуться с места при заливке бетоном.

Что лучше: композитная или стальная арматура?

Поскольку до композитной арматуры свойства бетона улучшали исключительно стальной арматурой, и композитная арматура является прямым конкурентом стальной, повсеместно принято сравнивать два вида арматуры. Сравним и мы.

Итак, плюсы композитной арматуры:

1. Вес. Композитная арматура весит меньше в несколько раз.
2. Форм-фактор. Композитная арматура малых диаметров продается в скрученном виде, в бухтах. Это позволяют транспортировать её на личном автомобиле.
3. Коррозия на стеклопластиковую арматуру не распространяет свое действие, в отличие от стальной арматуры. Вследствие этого, более долгая служба.
4. Не проводит электричество. Не создает препятствий для радиосигналов, для сигналов мобильных телефонов.
5. Более устойчива к воздействию отрицательных температур. Сталь при низких температурах становится более хрупкой, композитная арматура сохраняет свои свойства.
6. Теплопроводность небольшая, вследствие этого дом, армированный композитной арматурой, в холодное время года лучше сохраняет тепло.
7. Экологична. Не наносит вред природе при разложении.

Минусы композитной арматуры:

1. Не пластична. Арматуру в условиях строительства часто необходимо гнуть, с последующим сохранением формы. Стальная арматура гнется и фиксируется в согнутом положении, а вот стеклопластиковая, к сожалению, нет. После того, как термореактивная смола-связующее затвердеет, изменить её форму уже нельзя, можно только сломать. Но выход есть, и даже не один: можно заказать на заводе арматуру какой угодно формы или комбинировать стальную и композитную арматуру.
2. Не сваривается. К сожалению, сварка композитной арматуры невозможна. Но есть решение. Если есть такая необходимость, можно использовать композитную арматуру, оканчивающуюся металлическими прутками. Соединение композитной арматуры и металлического прутка выполняется на производстве.
3. Не стойка к тепловому разрушению. Держит температуру до 150-160 градусов по цельсию. То есть, при пожаре бетон, армированный стальной арматурой, при разрушении повиснет на прутках стали, а вот бетон с композитной арматурой после нагрева более 150 градусов, просто упадет.
4. Высокая вредность при резке. При обработке образуются мельчайшие острые частицы, загрязняющие рабочее пространство, угрожающие дыхательным путям, органам зрения.
5. Не жесткая. Модуль упругости композитной арматуры меньше аналогичного у стальной в 4 раза. То есть, для того, чтобы армированный композитной арматурой бетон работал на растяжение так же, как армированный стальной арматурой, нужно увеличить диаметр композитной арматуры. Пример: диаметр стальной арматуры 12 мм, диаметр композитной арматуры должен быть 24 мм. То есть, это не выгодно экономически, и для перекрытий лучше брать стальную арматуру.

Вывод: Композитная арматура имеет как плюсы, так и минусы. Поэтому, в каждом конкретном случае нужно тщательно взвесить все качества стальной и композитной арматуры, и выбрать для себя нужный вариант в соответствии с конкретной ситуацией.

Стальная арматура против композитной: о чём молчат производители

На чтение: 2 минуты Нет времени?

Вот уже пару сотен лет как железобетон остаётся флагманом строительства по прочности и долговечности. Но строительный рынок постоянно находится в поиске новых материалов, которые могли бы превзойти по качеству и стоимости эти конструкции. Сейчас привычную стальную арматуру начинает уверенно теснить ПКА – полимеркомпозитная арматура. Спрос на этот материал растёт в геометрической прогрессии, но вместе с тем есть и много споров по поводу того, насколько ПКА достойна своей стальной сестры.

Читайте в статье

О преимуществах композитной арматуры

Главное преимущество ПКА – это, пожалуй, её цена. Да, стоимость этой арматуры почти вдвое ниже стальной, это существенно удешевляет строительство, особенно на объектах, в которых есть необходимость в больших объёмах армирования.

Второе явное преимущество ПКА перед сталью – это удобство работы, а именно малый вес и отличная гибкость. Там, где для перемещения армирующего каркаса или материалов для него потребуется подъёмный кран, способны справиться двое человек без особой физической подготовки. Плюс облегчение веса благотворно сказывается и на всей конструкции, особенно если речь идёт о перекрытиях.

Режется эта арматура легко – не в пример стальной. А ещё – эта арматура продаётся в бухтах, то есть имеет практически неограниченную длину. Это позволяет избежать лишних стыков и нахлёстов, экономит расход.

О чём не любят говорить производители композитной арматуры

Первое – анкеровка ПКА невозможна. Она не загибается, как стальная, в крюк, не держится петлёй, не расплющивается в наконечник грибком. Всё это не даёт усилить конструкцию с применением такой арматуры.

Есть мнение, что ПКА продёргивается внутри бетона при нагрузке на растяжение, несмотря на ребристую поверхность и песчаный абразив.

ФОТО: beton-trans.ru Хотя надо признать, что при растяжении ПКА в три раза прочнее стали, но продёргивание внутри бетона сводит на нет это свойство

Модуль упругости полимерной арматуры в 4 раза ниже стальной, так что, согласно сопромату, нужно увеличить её диаметр в 4 раза относительно стали, и это уже невыгодно, если считать стоимость такого каркаса.

ФОТО: sense-life.com Не увеличишь диаметр – и вся конструкция не будет иметь достаточной жёсткости, не устоит перед прогибом и пойдёт трещинами в местах растяжения

Ну и было бы несправедливо не сказать о том, что по термоустойчивости ПКА не идёт ни в какое сравнение с металлом. 13 минут нагрева до +87 °С приводят к обрушению конструкций. Впрочем, пожарники вам скажут, что при пожаре, если фундамент нагрелся до +100 °С, уже и от стен ничего не останется, кирпич будет крошится под пальцами. Так что отсутствие термоустойчивости – недостаток сомнительный.

Что в итоге: ПКА или сталь?

В итоге – полимерную арматуру лучше не применять в жизненно важных сооружениях. Она отлично подходит для армирования плитных фундаментов, дорог и пешеходных тротуаров, где присутствует только незначительная нагрузка. Использование ПКА в таких объектах действительно поможет сэкономить, но вот при строительстве жилых объектов лучше отдать предпочтение проверенной временем стали. Может быть, когда-нибудь изобретут и пластиковый бетон, который сможет намертво армироваться ПКА, но пока сталь – и только сталь – является гарантией прочности.

В дополнение – ещё немного полезной информации в этом видео:

Плюсы и минусы композитной арматуры

Арматура в виде композитных прутьев считается одним из наиболее надежных вариантов для возведения прочной основы строения любого типа. Данный материал известен еще с далеких годов, хотя и в то время он не получил должного внимания со стороны наших строителей, а вот за рубежом использовался повсеместно.

Ведь при помощи установки стержней из композита в бетонное сооружение, можно обеспечить его долговечностью и устойчивостью, так как фундамент не будет трескаться из-за внешнего воздействия.

Что представляет собой композитная арматура?

Что это такое?

Основной отличительный фактор – это «неметаллическое происхождение» данного строительного материала. Хоть данный материал и предназначен для выполнений важных несущих функций, когда оказываемая нагрузка оказывается очень высокой, изготавливаются такие прутья не из стали, как в случае с обычным видом арматуры.

Композитные волокна из углерода, стекла или арамида вполне схожи по эксплуатационным качествам со сталью. Именно данные компоненты составляют основу прутьев из композита. Отсюда и идет название данного типа арматуры – стеклоармированная, базальтопластиковая и т.д.

Но, использование лишь синтетических волокон для придания арматуре прочности будет недостаточно, поэтому, в ее изготовление включают обработку путем добавления термореактивных или термопластичных добавок в состав. Благодаря этому, структура прута становится твердей и прочней.

В настоящее время на рынке представлено шесть типов композитной неметаллической арматуры, имеющие следующую основу:

• стеклопластик
• базальтопластик
• углепластик
• арамид
• гибрид
• стеклоармированный полиэтилентерефталат

Но, так так стоимость некоторые виды довольна высока, более широкое распространение получили композитные арматуры из стеклопластика или базальтопластика.

Для более лучше взаимодействия с бетоном, создается периодический профиль при помощи одного из 3 путей:

1. обвивка пряди вокруг прута
2. штамповка
3. обсыпка абразивными материалами ( к примеру, для этого может послужить крупнозернистый песок)

Стеклопластиковые композитные арматуры не способны значительно растягиваться, находясь в застывшем бетоне в случае низкого качества изготовления, так как обмотка будет отслаиваться от прута.

Базальтопластиковые прутья не имеют хорошего контакта с бетоном, а углепластиковые наоборот имеет хорошее сцепление и равномерно распределяющеюся нагрузку на стержень. При возведении конструкции могут использоваться любой из типов.

Область применения

Прутья высокого уровня прочности с диаметром от 4 до 20 миллиметров и любой длины спиралеобразного профиля используются для их главного назначения – армирования бетонных конструкций.

Композитный тип арматуры можно эксплуатировать даже в зонах большого перепада температур. Данный материал мало прихотлив и не склонен к деформации даже с температурой в -70 или +100 градусов.

На данный момент, этот вид арматуры превосходен и глубоко вошел в процессы строительства, обогнав по использованию аналог из стали.

Особенности

Достоинства

Плюсы композитного материала обусловлены использованием при производстве синтетических веществ. Это дает большие возможности для внесения требуемых физических и технических качеств, что исключает или минимизирует негативное влияние внешних факторов.

Основные достоинства композитных стержней следующие:

• Высокая прочность на разрыв. Данный вид арматуры, по данному фактору обгоняет даже самые первоклассные аналоги из стали более чем в 2 раза
• Долгий срок службы. Гарантия композитной арматуры – более чем 100 лет по словам производителей
• Переносимость перепада температур. В пределе -70 и +100 градусов, стержни не теряют своих технических характеристик. Более того, прочность композитов с уменьшением температуры увеличивается на 35%
• Защита от коррозии. Происходит за счет использования в составе синтетических материалов. Также, благодаря данному фактору, происходит защита от кислот и щелочей, что для арматуры из металла является критическим
• Антистатична и не является проводником. Это позволит не беспокоиться о радиопомехах, а магнитные поля не повлияют не характеристики стержней из композитов
• Низкая теплопроводность. С помощью данного фактора, повышается энергосберегающая функция здания
• Низкий вес. С такого рода арматурой крайне легко обращаться, так как 100-метровый прут будет весить всего лишь 10 килограммов. При этом, металлический аналог, при такой же длине будет обладать массой, превышающей данную в 7-10 раз и выше
• Малая стоимость. В среднем, цена на композитную арматуру ниже на 30%, чем на стержни из стали
• Большой ассортимент. Рынок композитной арматуры наполнен прутьями любой длины и с разными характеристиками ребристости.

Недостатки

Не смотря на все описанные преимущества, многочисленные споры о целесообразности применения данного материала говорят о существовании некоторых минусов:

• Низкий порог горения. При температуре окружающей среды свыше 200 градусов, вся прочность данного материала полностью пропадает
• Упругость. Некоторые типы композитной арматуры будет невозможно согнуть, либо как-то деформировать, поэтому, потребуется заранее изготовить прутья нужной длины и формы по заказу
• Невозможность сварки. Композитные прутья, в отличие от стальных, нельзя сварить между собой, поэтому остается лишь способ вязки.

Цены на композитную арматуру

Стоимость композитной арматуры напрямую зависит от ее типа и желаемого диаметра. Хотя, в любом случае, ее цена будет вполне приемлемой.

К примеру, цена на самый распространенный тип композитной арматуры – стеклопластиковую, будет следующая:

• 6 мм. – 15 руб./м.
• 8 мм. – 20 руб./м.
• 12 мм. – 40 руб./м.

Цены могут немного меняться в зависимости от страны и региона.

Сравнение с другими материалами

Арматура из стали, как минимум в четыре раза превышает устойчивость к нагрузкам, в отличие от композитной. Но при этом, последний материал обладает куда меньшей теплопроводностью.

Что касается внешних факторов, то композит устойчив почти ко всем негативным факторам, но при этом, может работать только при определенной температуре, т.к. высокие температуры негативно влияют на прочность (выше 200 градусов).

Арматура из металла неустойчива перед водой, но чтобы предотвратить коррозию, можно приобрести специальные прутья с пленкой окислов или слоем цинка.

Композитная арматура — плюсы и минусы

Научный прогресс не стоит на месте. Это относится и к строительному сектору производства. Ежедневно на рынке строительных материалов появляются все новые и новые альтернативы устаревшим продуктам. Так дело обстоит и со стальной арматурой. В последние годы набирает популярность такой продукт, как композитная арматура. Эта арматура бывает трех видов: стеклопластиковая, базальтопластиковая и углепластиковая. В ее основу, в зависимости от вида, входят либо стеклянные, либо углеродные, либо базальтовые, либо арамидные волокна и полимерные связующие в виде смол. Внешне она представляет собой пластиковые стержни, имеющие специальные технологические ребра (как у стальной арматуры) или песчаное покрытие.

Ребра и песок на поверхности наносятся с целью улучшения сцепления арматуры с бетоном. Технологический процесс и характеристики композитной арматуры известны уже много лет. Но, не смотря на это и на смелые заявления производителей, о том, что она более прочная, чем стальная арматура, все же лидерство остается за стальной. Возможно ли, что она заменит стальную и так ли она хороша, как ее нахваливают производители? Ответить на этот вопрос можно, лишь рассмотрев все плюсы и минусы композитной арматуры.

Плюсы композитной арматуры

Стойкость к воздействию агрессивных сред. Наиболее важным преимуществом всех видов композитной арматуры является биологическая и химическая стойкость. Эта арматура нейтральна к воздействию микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Она также нейтральна к воздействию воды и обладает высокой стойкостью к различным щелочам, кислотам и солям. Это позволяет использовать ее в тех областях строительства, где стальная арматура показывает плохую стойкость по этим параметрам.

Такими областями могут являться: прибрежные укрепления, мостостроение, дорожное строительство (где идет воздействие противоледных реагентов), бетонные работы в зимнее время, когда в бетонную смесь добавляются различные пластифицирующие, морозостойкие и ускоряющие отвердевание добавки.

Относительно малый вес. По сравнению со стальной арматурой композитная арматура весит в четыре-восемь раз меньше, что помогает сэкономить на транспортных расходах и разгрузке-погрузке. К тому же, за счет малого веса облегчаются и бетонные конструкции, что немаловажно при больших масштабах и объемах работ.

Диэлектричность и радиопрозрачность. Так как пластиковая арматура является диэлектриком, то это позволяет избежать внештатных ситуаций и потерь электричества при неисправной проводке. Также композитная арматура не создает помех для радиоволн, что бывает немаловажным при строительстве коммерческих и других видов зданий.

Долгий срок службы. Благодаря своему составу и структуре, а так же стойкости к воздействию агрессивных сред срок службы композитной арматуры весьма высок. На сегодняшний день зафиксирован рекорд в сорок лет. Производители заявляют, что она может прослужить 150 лет и более, но так как композитная арматура используется в строительстве относительно недавно, то пока это проверить невозможно.

Легкость монтажных работ. Благодаря упругости композитная арматура скручивается в небольшие бухты (диаметром чуть более одного метра, в зависимости от сечения арматуры), что в совокупности с небольшим весом позволяет ее транспортировать на легковом автомобиле. К тому же, монтажными работами может успешно заниматься и один человек, так как технология сборки конструкций относительно проста.

Прочность. Прочность на растяжение у композитной арматуры гораздо выше, чем у стальной. При одинаковых диаметрах прутов композитная арматура выдерживает продольные нагрузки в 3-4 большие, чем стальная арматура.

Отсутствие ограничений по длине. Благодаря своей упругости пластиковая арматура может быть скручена в бухты по 50, 100 и более метров. В то время как максимальный размер стальной арматуры обычно ограничивается 12 метрами.

Минусы композитной арматуры

1. Плохая работа на изгиб. У композитной арматуры модуль гибкости в три-четыре раза меньше, чем у стальной, что может приводить к деформации бетонных конструкций и образованию трещин. К тому же, из-за высокой упругости она не предназначена для изготовления гнутых конструкции (к примеру, углов фундамента).
2. Малый диапазон размеров. В связи с ограниченностью применения композитная арматура выпускается с меньшим разнообразием диаметров, нежели стальная арматура. Диапазон выпускаемых сечений ограничивается размерами от 4 до 32 миллиметров.
3. Ограниченность видов монтажных работ. Монтаж конструкций осуществляется лишь связкой проволокой или пластиковыми стяжками. В то время как стальная арматура также может быть сварена.
4. Низкая термическая стойкость. При температуре более 100-120 градусов композитная арматура начинает плавиться и теряет все свои свойства. Поэтому при пожарах в таких зданиях их дальнейшая эксплуатация может быть опасной.
5. Отсутствие достаточной документации и нормативной базы. Хоть и для композитной существуют Гост, но в большинстве СНиПов расчеты для композитной арматуры либо представлены мало, либо вообще отсутствуют.
6. Повышение хрупкости при отрицательных температурах. Даже при небольших отрицательных температурах композитная арматура становится более хрупкой.

Выводы

Композитная арматура имеет ряд преимуществ и может успешно использоваться во многих областях строительства. Но ряд весомых недостатков не позволяет ей полностью заменить стальную арматуру.