Композитная арматура и её характеристики

Приверженность традициям - принцип, который в строительстве вряд ли можно однозначно назвать хорошим, ведь строительные технологии развиваются из года в год, заметно облегчая и удешевляя процесс возведения дома. Возможно, непростая экономическая ситуация всё-таки заставит российские строительные компании присмотреться к передовым разработкам и взять их на вооружение, тем более что многие из новинок существенно экономят деньги застройщика.

Одна из них - композитная арматура (КА). Но новыми эти изделия являются лишь для отечественного рынка. С 70-х гг. в Германии, США, Канаде, Великобритании и Японии построено немало гражданских и промышленных объектов с использованием различной композитной арматуры. Сфера применения КА достаточно широка. Её используют для изготовления осветительных опор, строительства дорог, причалов, для укрепления набережной полосы путём бетонирования и т. д. Частному застройщику, безусловно, наиболее интересна практика применения КА в фундаментах ниже нулевой отметки залегания. Сегодня, по мнению специалистов, композитная арматура является лучшим армирующим материалом для сооружения ленточных фундаментов и заливки фундаментных плит.

Что же представляет собой КА? Изделия изготавливают из стекловолокна, базальтоволокна, углеволокна или комбинации этих материалов. В основном сегодня производят КА из стекловолокна или базальтоволокна, чем и объясняются названия «стеклопластиковая арматура» и «базальто-пластиковая арматура». Вторая значительно дороже, хотя она ненамного превосходит первую по качественным характеристикам.

Внешне изделия похожи на обычную металлическую арматуру и на первый взгляд отличаются от неё лишь цветом (соломенно-бежевым). На самом деле различия существенные. Металлическая арматура - это цельный стержень, тогда как КА состоит из двух частей: внутренней и внешней, у каждой из которых свои задачи. Первая представляет собой сердцевину, состоящую из пучка параллельных волокон, объединённых композитным связующим на основе эпоксидных, полиэфирных смол. Именно внутренняя часть отвечает за прочностные характеристики арматуры. Внешняя часть изделий - это, как правило, однонаправленно навитые по спирали волокна. От данной «оболочки» зависит прочность сцепления с бетоном. Однако отличия КА от металлической арматуры заключаются не только в разной структуре изделий. Композит придал стеклопластиковой и базапьтопластиковой арматуре свойства, которые существенно увеличивают её преимущества перед традиционной. Прежде всего, она не подвержена коррозии, обладает устойчивостью к агрессивным средам. Когда мы вспомним, как быстро покрывается ржавчиной металлическая арматура и сколько усилий и времени требуется на её очистку, то эти достоинства КА станут ещё весомее. Прочность на растяжение у КА в 2-2,5 раза выше, чем у стали, что является хорошим противовесом высокой прочности на сжатие у бетона. Благодаря этой характеристике металлическую арматуру заменяют композитной с меньшим диаметром, но с той же прочностью на разрыв. Согласно исследованиям, проведённым в университете Шеффилда (Великобритания), коэффициент снижения прочности КА в условиях влажности составляет 1,25 за период в 100 лет, что соответствует сохранению прочности на 84%. КА не теряет прочность под воздействием низких температур (рабочий диапазон температур - от -70 до 100°С).

Ещё одно достоинство КА - малый вес. Она легче аналогичной металлической в 5 раз при равном диаметре и в 11 раз - при равнопрочном. Это заметно облегчает работу строителей, сокращаеттранспортные расходы и, что немаловажно, уменьшает вес созданного с её применением фундамента.

Теплопроводность КА - 0,46-0,48 Вт/м°С. Это в 100 раз ниже, чем у металла (56 Вт/м°С). Если металлическая арматура является «мостиками холода», что снижает теплоэффективность конструкции, то использование КА позволяет устранить этот недостаток. Коэффициент её температурного расширения практически идентичен данному показателю у бетона. КА - диэлектрик, и потому в конструкции, где она применяется, не возникают блуждающие токи, не происходит «отстреливание бетона» и отсутствует электрохимическая коррозия.

Ну и, наконец, ещё одно несомненное достоинство. Композитная арматура значительно дешевле стальной при равнопрочной замене (от 9,7 руб./ пог. м при диаметре 4 мм).

Сварку для создания сетки из КА не применяют. Крепление стержней производят при помощи полимерных фиксаторов или металлической вязальной проволоки аналогично вязке сеток из стальной арматуры. Сетки, выполненные из стеклопластиковой КА диаметром 5-12 мм, рассчитаны на нагрузки от 50 до 500 кН/м (5-50 т/м).

Недостатки композитной арматуры

Перечислив преимущества композитной арматуры, было бы несправедливым не сказать о её недостатках. Отметим сразу, что они не являются критичными и не уменьшают достоинств изделий. Первый из них - более низкая упругость, чем у металла (почти в 4 раза). Это значит, что КА будет прогибаться при давлении намного сильнее, так что очень важно правильно выполнить проектные расчёты, связанные с её использованием в конструкции фундамента. Второй недостаток заключается в том, что сгибать композитную арматуру на строительной площадке нельзя, все изгибы необходимо сделать заранее на производстве, в соответствии с проектом. При нагреве свыше 280 °С композит начинает размягчаться, поэтому для повышения устойчивости конструкции к огню в случае пожара следует предусмотреть дополнительные меры по её теплозащите.