Композитная арматура: плюсы и минусы

Композитная арматура — это полимерный материал, который может быть на основе базальта, стеклокомпозита, углепластика или комбинированных волокон. Стандарт для этого материала был разработан в 2012 году. Это ГОСТ 31938. Чаще всего в этом сегменте используется арматура из стекловолокна, которая распространена в монолитном бетонном строительстве. Расскажем о ней подробнее.

Свойства композитной арматуры

Если классическая арматура — это цельный металлический стержень, то композитный материал — это чаще всего сердцевина из стеклопластика, вокруг которой намотано углепластиковое волокно. Такие прутки в каркасе фиксируются с помощью пластиковых хомутов. Использование сварки здесь не предполагается, что существенно ускоряет проведение работ. 

Существуют разные виды композитной арматуры, каждый из которых имеет некоторые отличия по свойствам. Это:

• АКК или “комбинированная композитная” — стекловолоконные стержни, поверх которых выполнена намотка из базальтопластика;
• ААК или “арамидокомпозитная” — в составе присутствуют только полиамидные волокна, напоминающие нейлон или капрон;
• АБК, материал на основе базальта с вяжущим из органических смол;
• АСК или стеклокомпозит (стекловолокно);
• АУК или углекомпозит (считается прочнее и дороже). 

Все это может обозначаться как АКП, “арматура композитная полимерная”. По действующему ГОСТу, она выпускается в типоразмерах от 4 до 32 мм. 

Также стоит отметить, что у этого материала может быть два типа профиля. Когда речь идет о периодическом профиле, то подразумевают, что вокруг гладкого стержня наматывается стекловолоконный жгут. Так получают укрепляющий элемент или анкеровочное ребро. Кроме того, эти стержни могут быть условно-гладкие. В этом случае основу покрывают кварцевым песком мелкой фракции, что создает необходимую для хорошей адгезии шероховатость. 

Технические характеристики стеклопластиковой арматуры напрямую зависят от ее марки и составляющих компонентов. Так, предел прочности при растяжении будет находиться в пределах 800-1400 мПа, причем выше всего он так, где применяются углепластиковые и арамидные волокна, а у стеклопластиковых — ниже. Предел прочности при сжатии больше всего будет у углепластика и составит 1000 мПа, а для остальных марок будет находиться в пределах 500 мПа. 

Чаще всего используется именно стеклопластик, поскольку у этого материала — оптимальное соотношение прочности, стоимости и качества. Разберем подробнее плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры. 

Преимущества стеклопластиковой арматуры

В основе здесь используется стеклянное волокно, и благодаря этому материал получается легким, с небольшим удельным весом. С ее помощью можно проводить армирование бетонных конструкций и сооружений из легких ячеистых блоков. Композит того же диаметра легче стали в 8 раз. Но нельзя сказать, что вес бетонной конструкции при таком способе вязки армированного каркаса будет существенно снижаться, так как сам цемент с наполнителями довольно тяжелые. 

Стоит отметить и такие преимущества стеклопластика для армирования:

• Низкая теплопроводность. Благодаря этому изготовление бетона производится без “мостиков холода”. Теплоизоляция такой конструкции существенно возрастет. Коэффициент теплопроводности здесь в 100 раз ниже, чем у стали. 
• Увеличенная гибкость. Материал можно отгружать в виде бухт, а не мерных прутков. Это существенно упрощает транспортировку и разгрузку, а также обеспечивает компактное размещение, что позволяет сэкономить на транспорте. Например, стальные прутки длиной 12 метров можно перевозить только на длинномере, а композитные могут скручиваться в бухту, и малый вес позволяет транспортировать их даже на легковой машине. Уже из бухты на месте, непосредственно на строительной площадке, можно нарезать любую необходимую длину, что позволяет связывать арматурный каркас практически без нахлестов. 
• Коррозионная устойчивость. Композитная арматура — диэлектрик, то есть она не проводит электрический ток, и полностью защищена от процессов электрохимической коррозии. С химическими элементами она также не взаимодействует, так как считается нейтральным материалом. Благодаря этому появляется возможность армирования бетона в любое время года, даже при зимнем строительстве, когда в раствор могут добавлять солевые концентраты. 
• Энергоэффективность. И в кладке, и в фундаменте такой армированный каркас исключает мостики холода. Поэтому здания, построенные таким образом, имеют более высокую категорию энергоэффективности.
• Долговечность. Считается, что срок службы АКП составляет 60-80 лет. Материал не подвержен ржавлению, не реагирует на воздействие солей, кислот, щелочей. Именно поэтому он так долго служит и в производственных, и в гидротехнических сооружениях. При этом весь срок службы материал сохраняет исходную прочность без существенной потери качества. Даже проводились специальные исследования, которые доказали стабильность стеклопластика в жестких условиях. 

Применение композитной арматуры оправдано еще и в том случае, когда нужно исключить радиопомехи (они могут возникать, если в стенах будет большое количество металла). Эта особенность обусловлена диэлектрическими свойствами стекловолокна. Оно “радиопрозрачно”. Так, если строится помещение для МРТ или для установки других сложных электрических приборов, то рекомендуется использовать именно композит. 

Есть ли у этого материала недостатки? Да, и они определяют возможность применения в тех или иных случаях. 

Недостатки стеклопластиковой арматуры

Мягкая арматура на основе стеклопластика не выдерживает высокотемпературного воздействия. Так, нельзя допускать нагрева свыше +200 градусов Цельсия. Впрочем, этого ограничения нереально достичь в стандартных условиях (например, в жилых зданиях, в стандартных несущих конструкциях. Единственное, на что это влияет — на пожаростойкость конструкции. 

Также к минусам относятся: недостаточно высокая нагрузка на излом, меньшая жесткость по сравнению с цельнометаллическим прутком, неустойчивость к значительным вибрационным нагрузкам. Например, если заливка бетона в опалубку планируется с помощью автомобильного миксера, то стеклопластик нежелательно использовать. Скорее всего, он не выдержит подобного давления, и его элементы изменят пространственное положение (то есть, жесткость всего каркаса нарушится). 

Стеклопластик легко гнется. Такие стержни можно использовать для перекрытий, но только после специальных расчетов прочности. 

Еще есть мнение, что этот материал нельзя назвать экологичным. На самом деле он полностью безопасен. В производстве композита любого типа, вне зависимости от того, на какой он основе (углепластик, стекловолокно), есть свои строгие нормы и стандарты, которые должны соблюдаться производителями неукоснительно. Так, в обязательном порядке нормируются такие параметры как активность радионуклидов и концентрация химических веществ, а также отсутствие запаха. Проверенные изготовители проводят санитарно-гигиеническую экспертизу материала, так что в его качестве не приходится сомневаться. 

Модуль упругости композита вчетверо меньше по сравнению с металлом. Чтобы получить каркас с такими же характеристиками прочности на растяжение, как в случае со сталью, понадобится увеличить диаметр композита как минимум вдвое по сравнению с металлом. Там, где было бы достаточно стального прутка диаметром 12 мм, стеклопластика понадобится уже 24 мм. 

Еще один недостаток связан с тем, что композит (со стекло-, углеволокном, то есть вне зависимости от его состава) при резке образует мелкодисперсную пыль. Понадобится использовать индивидуальные средства для защиты органов дыхания. 

Где используется стеклопластиковая арматура? Что лучше — композит или металл?

Состав стеклопластиковой арматуры определяет ее область применения. Есть определенные задачи, где оправдано использование именно такого материала. Композитные легкие прутки могут использоваться и в капитальном строительстве, и в частном домостроении.

Если речь идет об использовании в строительстве частных домов, малоэтажных коттеджей, то синтетическая арматура может использоваться в таких ситуациях:

• заливка ленточных фундаментов, если их высота больше, чем глубина промерзания почвы;
• заливка плитных фундаментов;
• укрепление фундамента дома в случае, если постройка находится на хорошем, стабильном грунте, и не будет подвергаться значительным нагрузкам на излом;
• укрепление кирпичной кладки;
• усиление стен и перегородок из разных легких бетонных блоков, включая газосиликатные;
• изготовление отдельных тротуарных плит и бетонных заборных секций;
• создание подпорных стен линейной или изогнутой конфигурации — для задач дорожного строительства или ландшафтного дизайна;
• заливка бетонных конструкций с несъемной опалубкой (разного назначения);
• монолитные лестницы, ограждения и другие архитектурные элементы;
• обеспечение связки стен с дополнительными облицовочными перегородками;
• соединение элементов многослойных панелей на основе бетона и утеплителя (не только для облицовочных, но и для других задач);
• укрепление гидротехнических сооружений (композитная арматура не подвержена коррозии, поэтому и может активно использоваться для различных гидротехнических сооружений);
• укрепление клееных деревянных балок: свойства композита позволяют обеспечить дополнительную жесткость;
• увеличение прочности асфальта — например, на въезде в дом или на парковочной площадке;
• связка основных несущих стен с межкомнатными перегородками. 

Получается, что композит лучше всего использовать для не нагруженных фундаментов на стабильных грунтах или для укрепления кладки и связки стен с перегородками. При этом мостиков холода не будет, как и внутренних скрытых очагов коррозии. 

Производство строительных стальных конструкций под заливку бетоном считается более традиционной технологией. Этот метод используют для ответственных сооружений, где есть значительные требования по прочности, а также там, где можно предположить большие подвижки грунтов. Но композит не ржавеет, дешевле, прочнее и легче. Важно только учитывать его ограничения на применение. Например, такая арматура на основе стеклопластика или углеволокна не может свариваться, а только соединяется хомутами (выполняется вязка каркаса). Зато такое крепление проводится с минимальным набором инструментов — сварочные аппараты или электроды (дополнительные расходные материалы) здесь не нужны. Но для ответственных конструкций этот вариант не подходит — хотя бы отдельные участки все равно должны укрепляться с помощью металлического каркаса (устанавливаются дополнительные элементы). 

Если вам нужна арматура высокого качества, обращайтесь в компанию Metaloteca. Сотрудничаем только с проверенными производителями. Предлагаем полный ассортимент подходящих рифленых стальных прутков напрямую от изготовителей, по ценам металлургических комбинатов. При этом возможно приобретение металла даже мелким оптом. Поэтому с нами сотрудничают не только крупные застройщики, но и частные клиенты, небольшие фирмы, занимающиеся возведением малоэтажных коттеджей. Оформляем все необходимые сопроводительные документы и сертификаты. Если нужно, поможем в расчете. Доставку осуществляет собственным транспортом по Москве и Московской области. Погрузка и разгрузка тоже предусмотрены. 

Автор статьи:

Кирилл Якоби

02.10.2023

Об авторе

Профессиональный сварщик