Композитная арматура — плюсы и минусы, отзывы, характеристики, свойства

Что такое композитная арматура

Это арматура, материал которой представляет собой стержни из волокон стекла или базальта, пропитанные связующим на полимерной основе. Встречаются так же варианты изготовления изделий из углеродных и арамидных волокон. Согласно применяемому при изготовлении материалу, такие арматурные стержни называют стекло-, базальто- или углепластиковыми. Внешне определить материал изготовления достаточно легко: стеклопластиковая арматура светлая с желтоватым оттенком, базальто- и углепластиковые стержни – чёрные. Как и металлическая арматура, композитные стержни имеют периодическое сечение для обеспечения требуемых режимов работы в составе армированной бетонной конструкции.

Композитная арматура

Некоторые производители с целью визуально отличить арматуру разных диаметров и для достижения привлекательного внешнего вида вводят в состав сырья цветные пигменты.

Некоторые производители указывают, что цветные прутки обладают улучшенными техническими характеристиками. Это не соответствует действительности. Пигменты, кроме декоративного эффекта, никоим образом не оказывает влияния на качество или эксплуатационные показатели арматуры.

Композитная арматура может быть разных цветов

Виды композитной арматуры

• Секлопластиковая (АСП) — производится путём смешивания стекловолокна термореактивными смолами, которые выступают в роли связующего. Отличительная особенность этого вида – высокая прочность при малом весе;
• Базальтопластиковая (АБП) — в ней качестве основы служит базальтовое волокно, в качестве связующего – органические смолы. Преимущество вида – высокая стойкость к воздействию агрессивных химических сред: щелочей, кислот, газов и солей;
• Углепластиковая (АУП) — состоящая их углеводородных волокон и ввиду высокой стоимости не получившая широкого спроса;

• Комбинированная (АКК) – состоит одновременно из стекловолокна и волокон базальта.

Классификация композитной арматуры

Материалом для изготовления арматуры служат углерод, базальт, арамид или стекло. Волокна сырья соединяются между собой в единый стержень, на который дополнительно наматывается ребро.
Далее стержень проходит через печь, где и твердеет под воздействием высокой температуры.
По типу используемого типа сырья разделяют несколько видов неметаллической арматуры, плюсы и минусы каждой из которых незначительно различаются:

• АСК (стеклокомпозитная) — изготавливается в результате смешивания стекловолокна и специальных смол.
• АБК (базальтокомпозитная) — производится из волокон базальта, а роль связующего вещества выполняют органические смолы.
• АУК (углекомпозитная) — прочная арматура на основе углеводорода, но дороже композитных аналогов.
• ААК (арамидокомпозитная) — состоит из полиамидных волокон, которые по составу напоминают капрон или нейлон.
• АКК (комбинированная композитная) — стержни из стекловолокна, с внешней намоткой из базальтопластика.

Последний вид арматуры часто выдают за более дорогую базальтопластиковую, хотя по свойствам это самая что ни на есть арматура из стекловолокна. Но продавцам выгоднее называть её базальтовой и продавать дороже. Это один из способов обмана покупателей композитной арматуры.

Особенности материала

Арматура композитная– это стержень, выполненный из стеклопластика. Вокруг него обмотана нить из углепластика. За счет ее использования обеспечивается не только прочность изделия, но и надежное сцепление с бетоном. Такие изделия обладают как рядом плюсов, так и определенными минусами. По этой причине использовать ее можно не всегда.

Крепление углепластиковых прутиков осуществляется специальными хомутами. Для скрепления нет необходимости использовать сварку. Это является ее существенным преимуществом.

Для каждой ситуации стоит рассмотреть особенности использования таких изделий. Применение этого подхода позволит обеспечить надежность и эффективность крепления различных конструкций.

При недостаточном учете характеристик изделия и без сравнения их с металлической арматурой можно существенно навредить строительной конструкции, если использовать композитные материалы. По этой причине еще до того, как использовать композитные изделия, стоит узнать, в каких случаях их применение окажется целесообразным.

Важно! Также стоит обратить внимание на физико-механические свойства композитных изделий.

Основные преимущества

Композитная арматура отличается целым рядом положительных качеств. Среди ее основных преимуществ выделяют:

• Небольшая масса. Благодаря этому стеклопластиковые изделия применяются для выполнения самых разных задач. Их можно использовать при усилении легкого бетона, а также различных стройматериалов. Использование композитной арматуры позволяет существенно снизить вес готовой конструкции. Однако если армировать таким способом обычный бетон, готовое изделие все равно будет иметь большую массу.
• Невысокая теплопроводность. Теплопроводность конструкции снижается за счет отсутствия мостиков холода, которые возможны при армировании бетона стальными прутьями.
• Хорошая гибкость. Благодаря такому свойству появляется возможность отгружать материал в бухтах. В результате обеспечивается компактность транспортировки материала. Перевозить стеклопластик можно даже в легковом автомобиле. Таким образом, можно существенно снизить затраты на перевозку строительного материала. Также за счет большой длины элементов такой арматуры нет необходимости создавать нахлесты. Это повышает прочность конструкции и положительно отражается на стоимости ее создания.
• Углепластик является диэлектриком. Прутья из металла пропускают ток, что может способствовать коррозии.
• Стеклопластиковая арматура менее подвержена воздействию различных химических веществ. Особенно важно учитывать это свойство при сооружении бетонных изделий зимой. В этот период в бетон обычно добавляют различные солевые растворы, чтобы он быстрее застывал.
• Композитная арматура не способна создавать радиопомехи внутри здания, чего не скажешь об изделиях из металла.

Также у материала имеется и немало недостатков, которые стоит рассмотреть подробнее.

Тип профиля

Для улучшения сцепления с бетоном строительнаяполимерная арматура имеет один из двух видов профилей – периодический или гладкий. В первом случае на круглых заготовках выполняется рифление путем наматывания стеклопластикового жгута с получением поперечных выступов, нанесенных по винтовой 3-заходной линии. Стандарт ГОСТ 31938-2012 не предусматривает соблюдение требований к тому, каким именно должно быть рифление. Главные условия – оно должно иметь достаточные частоту и размеры для надежного сцепления с бетоном до и после воздействия агрессивной кислотной среды растворов на основе цемента. Для повышения сцепления с бетоном ненагруженных бетонных армируемых конструкций на поверхность арматуры с гладким профилем наносят специальное покрытие на основе мелкофракционного кварцевого песка.

Свойства композитной арматуры

Основные прочностные характеристики (по ГОСТ 31938-2012) рассматриваемого материала представлены в таблице:

АСК — арматура стеклопластиковая композитная. Изготавливается из стекловолокна, пропитанного термореактивной смолой, выполняющей функцию связующего материала. Главным достоинством является малый вес и высокая прочность. АБК — арматура базальтовая композитная. Создается из базальтового волокна и органических смол. Имеет меньшую прочность, чем стеклопластиковая, но может применяться в агрессивных средах (солях, газах, щелочах и кислотах). АУК — углеродная. Изготавливается из углеводородных волокон. Обладает высокой прочностью. Главный недостаток — высокая цена. ААК — арамидокомпозитная. АКК — комбинированная. Изготавливается из волокон стеклопластика и базальта.

Для справки: модуль упругости у стали составляет 200 ГПа (против 50 — 130 ГПа композита). Соответственно металлическая арматура менее подвержена изгибанию и тем самым предохраняет бетон от образования трещин лучше. Другой же показатель — предел прочности при растяжении у композитной арматуры в 2,5 раза выше, чем у стальной.

Исходя из физических свойств материала можно выделить основные положительные и отрицательные стороны при использовании в строительстве. Об этом подробнее в следующем пункте.

Область применения композитной арматуры

Благодаря своим эксплуатационным характеристикам композитную арматуру возможно применять в широком спектре конструкций здания и объектов инфраструктуры, а так же при производстве ремонтных работ. Такой материал используют:

• в конструкциях, испытывающих воздействие агрессивной среды: фундаментах зданий,  конструктивных элементах зданий химической и пищевой промышленности, сельскохозяйственных объектах;
• для укрепления оснований под строительными конструкциями различного назначения;
• в малоэтажном частном домостроении;
• в дорожном строительстве: в качестве армирования дорожного полотна, при сооружении и укреплении откосов насыпей, для укрепления смешанных элементов дороги (к примеру, асфальтобетон — рельсы), армирование проезжей части пролётных строений (мостов);

• при ремонте железобетонных конструкций в случае невозможности устройства слоя раствора значительной толщины;
• для изготовления поперечных связей в зданий со стенами, возведёнными из разного вида материалов (газосиликатные блоки + кирпич, кирпич + бетон и т.д.);
• для слоистой кладки из мелкоштучных элементов с гибкими связями;

• конструкции жилых, гражданских и промышленных зданий, при изготовлении которых не требуется предварительное напряжение арматуры;
• в элементах конструкций, в процессе эксплуатации которых возможна электрохимическая коррозия под воздействием блуждающих токов;
• в горных выработках для укрепления грунта при проходке тоннелей.

Использование композитной арматуры для слоистой кладки мелкоштучных элементов. Благодаря своей коррозионной стойкости композитная арматура не подвержена агрессивному воздействию  среды на границе слоёв. Металл в этом случае может ржаветь.

Технология производства композитной арматуры

Ввиду схожести процесса изготовления наиболее популярных видов композитной арматуры – стекло- и базальтопластиковой, рассмотрим для примера технологию производства стеклопластиковых арматурных стержней. Технологический процесс предельно автоматизирован, протекает при минимальном участии человека и включает в себя следующие этапы:

1. Подготовка сырья. На этом этапе алюмоборосиликатное стекло расплавляют в печах до состояния тягучей массы, которую затем вытягивают в нити толщиной порядка 10-20 микрон. Полученные нити, предварительно обработав составом на основе масла, собирают в более толстый пучок, называемый ровингом.
2. При помощи шпулярника – специального механизма, позволяющего подавать одновременно до 60 нитей ровинга, стеклонити подаются в механизм натяжения.

1. После выравнивания напряжения, нити, расположенные в определённом порядке, подвергают термической обработке горячим воздухом для удаления влаги, масла и различного вида загрязнений.
2. Очищенный и скомпонованный ровинг погружают в ванну с разогретыми до жидкого состояния связующими смолами для тщательной пропитки.
3. Пропитанные нити направляются в фильеру – устройство, посредством протяжения через которое добиваются получение стержня нужного диаметра. В случае изготовления арматуры со спиральной обмоткой стержень параллельно обматывают нитью ровинга заданной толщины.
4. Сформированный стержень попадает в туннельную печь для полимеризации связующего состава.
5. Охлаждение полученной арматуры проточной водой.
6. В зависимости от диаметра полученных изделий их либо сматывают на специальном оборудовании в бухты, либо режут на хлысты заданной длины.

шпулярник — устройство подачи волокон для соединения в одну нить

Вязка композитной арматуры

Существует ошибочное утверждение, что вязать композитную арматуру можно только пластиковыми стяжками (хомутами). Конечно же, это не так. Более того, мы рекомендуем вязать обычной обожженной стальной вязальной проволокой. Процесс вязки композитной арматуры ничем не отличается от вязки металлической арматуры. Да и цель одна – зафиксировать каркас до момента набора прочности бетона, далее уже не важно вообще, чем и как вязали стеклопластиковую арматуру.

Кстати, необходимо сказать несколько слов о резке композитной арматуры. Не все знают, что перерубать, перекусывать или перепиливать стеклопластиковую арматуру можно, но совсем не нужно. Оптимальный вариант разрезать композит – при помощи болгарки. Дело в том, что перекусывание или перерубание создает микротрещины, которые хоть и не видны невооруженным взглядом, однако уходят глубоко в стержень. В трещины попадает вода и щелочь, а при заморозки-разморозки трещины будут расширяться, разрушая постепенно арматуру.

Важно! При резке композитной арматуры следует принять необходимые меры безопасности – защитить глаза и органы дыхания, поскольку мелкая пыль от базальтовых или стеклянных волокон крайне вредна.

Выбор и стоимость композитной арматуры

На рынке предоставлена арматура двух видов: гладкого и периодического сечения. При этом гладкая арматура имеет покрытие, содержащее в своём составе песок для лучшего сцепления с бетоном. Риск использования гладкого прутка в том, что в случае некачественного изготовления слой песчаного покрытия может отслаиваться и эффективность такого армирования конструкции будет сведена практически к нулю. Следует так же принять во внимание, что арматура с периодическим сечением воспринимает нагрузку и работает в составе конструкции лучше, чем гладкая, поэтому для использования в ответственных несущих элементах здания желательно остановить свой выбор именно на этом виде.

Стоимость одного погонного метра арматуры зависит от диаметра. В среднем композитная арматура диаметров 4 мм стоит 5-10 рублей за погонный метр (п.м.);

6 мм. — 10-15 рублей за п.м.;

8 мм. — 15-20 рублей за п.м;

10 мм. — 20-25 рублей за п.м.

Кроме того стоимость арматурных прутков из композитных материалов напрямую зависит от производителя и места расположения производства. К примеру, стоимость погонного метра арматуры одинакового сечения Обнинского завода и производителя из Нижнего Новгорода различается более чем на рубль, продукции я же зарубежных производителей будет ещё дороже. С первого взгляда небольшая разница в цене при подсчёте необходимых объёмов материала может оказаться не такой уж и незаметной, ведь для армирования площадки 10 х 10 м. одной арматурной сеткой с ячейкой 20 х 20 см. понадобится 1000 метров арматуры. При закупке же армирующего материала на достаточно крупный объект разница в сумме может стать весьма внушительной.

Использование композитной арматуры в строительстве позволяет эффективно экономить средства не только за счёт низкой стоимости по сравнению со стальными прутками. Ввиду своей низкой массы она существенно снижает вес конструкции, что в свою очередь позволяет уменьшить габаритные размеры фундаментов и прочих несущих элементов, экономя при этом затраты на бетон.

Как избежать проблем?

Основные проблемы, которые связаны с использованием прутков из волокон стекла, заключатся в некачественном/бракованном материале и неграмотном инженерном расчете конструкции. Проблемы могут возникнуть в строительстве дома, если не учтены характеристики используемой стеклопластиковой арматуры.

Избежать проблем во время и после строительства помогут точные расчеты, аккуратность выполнения работ, строгое соблюдение рекомендаций производителя по выбору и монтажу материала.

Проверить качество товара до приобретения возможно лишь визуально. Для этого следует обращать внимание на следующие моменты.

• Производитель. Если товар приобретается не на заводе, необходимо запросить документацию на товар, подтверждающий его качество и заводской (не кустарный) вид производства.
• Цвет. Однородный по всему прутку цвет говорит о качестве. Неравномерно окрашенное изделие означает, что была нарушена технология производства.
  • Коричневый цвет указывает на выгорание вещества.
  • Зеленый – о недостаточной термообработке.
• Поверхность стержня должна быть без сколов, выемок, раковин и прочих дефектов, спиральная навивка – ровной, непрерывной, с постоянным шагом.
• Несмотря на желание сэкономить, нужно помнить, что качественную стеклопластиковую арматуру не продают дешево. Слишком низкая стоимость говорит о малой прочности и недолговечности.

Применение стеклопластиковой арматуры в ряде случаев целесообразно вместо металлической арматуры. Иногда допустимо комбинировать металлические и стеклопластиковые прутки при сооружении одной конструкции. Чтобы впоследствии не сожалеть об использовании АКС, следует тщательно проводить расчеты будущих построек на стадии проектирования. Подбирают композитную арматуру аналогично стальной, учитывая ключевые параметры: прочность на изгиб, показатель прочности на разрыв и пр.

Возможность использования стекловолоконных прутков оценивается исходя из подвижности и типа грунта, требований пожарной безопасности, продольных и поперечных нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию. Например, на болотистых и подвижных почвах для армирования применяют металлическую арматуру. Стеклопластиковую арматуру просто сломают подвижки грунта ввиду ее малой прочности на излом.

Основные недостатки

Перед приобретением арматуры из стеклопластика следует узнать обо всех ее характеристиках, а также об основных минусах. К недостаткам материала относят:

• Она не переносится высоких температур. Однако и случай, при котором она может нагреться до 200 градусов внутри бетонной конструкции, представить достаточно сложно.
• Высокая цена. Однако этот недостаток перекрывается возможностью использования изделий из углепластика меньшего диаметра, чем изделий из металла.
• Композитная арматура обладает плохой сгибаемостью. Такое свойство накладывает определенные ограничения при ее использовании для укрепления бетонной конструкции. Однако гнутые участки можно армировать и стальными прутьями.
• Такие изделия плохо справляются с нагрузками на излом. Это обстоятельство для большинства бетонных конструкций является критичным.
• Если сравнивать с металлической арматурой, стеклопластиковые изделия отличаются меньшей жесткостью. Этот недостаток не позволяет переносить большие вибрационные нагрузки, которые появляются при заливке бетона с использованием автомобильного миксера. Когда используется такая техника, бетонная конструкция подвергается большим нагрузкам. В связи с этим возможны дефекты конструкции.

Если рассматривать недостатки углепластиковой арматуры, нельзя сказать о безусловном преимуществе одного материала над другим. В любом случае при выборе композитных изделий стоит быть осторожным, учитывать его плюсы и минусы, а также условия применения в конкретной ситуации.

Важно! Поскольку композитный материал не обладает достаточной прочностью на изгиб, он не подходит для вязания при укладке стальных прутьев. Для этого лучше использовать пластиковые хомуты.

Мифы о композитной арматуре

Миф №1. Нельзя применять композитную арматуру из-за низкого модуля упругости.
На самом деле значение этого показателя важно только в работающих на прогиб конструкциях. А для элементов конструкций, расположенных на упругом основании важность этого фактора сводится к нулю, поскольку само основание не даст элементу прогнуться.
На некоторых сайтах можно встретить утверждения, что АКП не экологична. На самом деле, в ГОСТе прописаны требования к безопасности арматуры. Регламентируется уровень запаха, удельная эффективная активность радионуклидов, концентрация определенных веществ.
Если эти показатели выше нормы, то можно говорить о том, что АКП опасна для здоровья. Тут вопрос доверия к производителю. Мы, например, провели санитарно-эпидемиологическую экспертизу нашей арматуры, которая показала полное соответствие нормам и безопасна для здоровья.
Миф №3. Композитная арматура дороже стальной.
Также злые языки утверждают, что АКП дороже стальной арматуры. На самом же деле, можно просто открыть сайт магазина «Леруа Мерлен» и сравнить цены. Цена за метр металлической арматуры 10 мм — 48 рублей, цена стеклопластиковой арматуры 10 мм — 34 рубля за метр. А если использовать, как принято, АКП меньшего диаметра (согласно таблице равнопрочной замены), то разница в цене будет ещё более существенна.
Добавьте сюда экономию при транспортировке, а также экономию при эксплуатации здания. И всё станет очевидно.

Есть ли будущее у композитной арматуры?

Для производства строительной композитной арматуры необходимо современное оборудование, требуется строго соблюдать технологию, использовать качественное исходное сырье. Нарушение хотя бы одного из этих условий ведет к тому, что изделия теряют свои преимущества перед сталью и приобретают множество конструктивных недостатков. В итоге это отражается на прочности и надежности объектов строительства.

Тем не менее, у арматуры на основе стеклянных волокон есть большие перспективы. Предполагается, что вскоре она полностью вытеснит стальную как более дешевый, практичный и универсальный материал для армирования бетонных конструкций. Оформите заказ композитной арматуры на сайте https://21kompozit.ru/ у надежного производителя – компании «Композит 21».

Сравнение физико-механических характеристик различных видов АКП

Предел прочности при сжатии у стекловолоконной арматуры всех типов одинаковый – 300 МПа. Материалы из стеклокомпозитного и базальтокомпозитного волокна по пределу прочности при растяжении, поперечном срезе и модулю упругости уступают другим видам. При этом они оптимальные и самые распространенные в строительстве по характеристикам, стоимости, качества и диапазону применения.

Между собой стержни из стекло- и базальт-композита отличаются только термостойкостью. В первом случае материал не разрушается при температуре до 200℃, во втором – до 400℃. Купить более термостойкие, но в то же время и дорогие изделия имеет смысл только в том случае, если конструкции объекта подвержены сильному нагреву.

Сравнение с металлом

Композитная арматура набирает все большую популярность в нашей стране, вытесняя стальную на всё большем и большем количестве объектов.
Сравнение принято проводить по электрическим и физико-механическим характеристикам, взаимодействием с внешними факторами и экологичности обоих материалов. Все эти показатели приведены в следующей таблице.
Недостаточно высокая популярность неметаллических армирующих материалов объясняется относительной молодостью по сравнению с металлом. Материал разработан лишь во второй половине XX века и пока нет фактических подтверждений 80-летнему сроку службы материала. Хотя, например, газобетон также появился в СССР примерно в эти же годы и пока не подтвердил своей долговечности. Но это не мешает застройщикам активно использовать его при строительстве домов. К примеру, в Новосибирской области 95% новых зданий возводится из газобетонных блоков.
В любом случае, не бывает идеальных материалов, каждый обладает как плюсами, так и минусами. А выбор каждый для себя делает сам.

Отзывы

Потребитель всегда хочет развеять свои сомнения в том или ином продукте. Для этого он нередко обращается к сетевым форумам. Форумы, обсуждающие достоинства и недостатки композитной арматуры, помогают застройщику сориентироваться в правильном выборе марки полимерных стержней.

Многочисленные отзывы тех на различных форумах, кто пользовался композитной арматурой для возведения монолитных конструкций, в том числе и фундаментов, можно обобщить в следующей редакции:

• предпочтение композитной арматуре отдавали застройщики, у которых подвал дома планировался стать жилым помещением;
• выбор в пользу полимерной арматуры делался с целью существенного снижения давления дома на слабое грунтовое основание;
• при большом изгибающем моменте в основании фундаментной плиты выбирали композит в качестве арматуры, стержни которой в 3 раза прочней на разрыв стальных длинномеров;

Видео-отзыв об использовании стеклопластиковой арматуры для фундамента:

[spoiler title=»Источники»]

• https://dompodrobno.ru/kompositnaya_armatura/
• https://21Kompozit.ru/articles/kompozitnaja-armatura/
• https://EkDel.ru/eko-byt/stekloplastikovaya-armatura-plyusy-i-minusy-2.html
• https://armatura-info.ru/%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%82%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D0%B0%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0/
• https://firststroy.ru/kompozitnaya-armatura-plyusy-i-minusy-primenenie-harakteristiki-vyazka.html
• https://building-ooo.ru/uncategorized/stekloplastikovaya-armatura-chto-eto-takoevidymontazhsvojstvaprimenenievesdiametrshag-navivki/.html
• https://stroim-domik.org/stroitelstvo/fundament/armatura/kompozitnaya

[/spoiler]