Композитная арматура в современном строительстве

299 Композитная арматура в современном строительстве Строительная отрасль находится в постоянном поиске новых эффективных материалов и технологий. В то же время, пожалуй, ни в одной области нет более высоких требований к надежности, как в строительстве…

Совершенствование свойств стальной арматуры достигло того уровня, развитие выше которого нецелесообразно по причине либо отсутствия необходимости в этом, либо теоретической возможности. Ее механические и технологические свойства, принимаемые по действующими стандартами, достаточны для решения подавляющего большинства задач при минимально возможной себестоимости ее применения в железобетоне. Однако существует узкий перечень задач, в которых экономически обоснованной альтернативой является композитная арматура, являющаяся диэлектриком, обладающая высокой химической стойкостью и радиопрозрачностью. 

Поэтому в современной мировой практике наряду с традиционной стальной арматурой все более широкое применение находит неметаллическая композитная арматура. 

Основой композитной арматуры как изделия является материал, который формируют из композитного волокна (базальтового, стеклянного, арамидного, углеродного) и связующего – термореактивной синтетической смолы (пластика). В виду высокой стоимости арматуры из углеродного и арамидного волокна распространения не получили, широкого применения нашла арматура из базальтового и стеклянного волокна (ровинга). 

Отличительной особенностью такой арматуры является высокая стойкость к коррозионным воздействиям агрессивной среды, в частности хлористых солей, углекислого и сернистого газа, оксидов азота и других, что существенно увеличивает межремонтный цикл эксплуатации по сравнению с железобетонными конструкциями. Композитная базальтовая арматура обладает низким коэффициентом теплопроводности, является диэлектриком, радиопрозрачна, магнитоинертна, и как следствие в ряде случаев позволяет обеспечить антимагнитные и диэлектрические свойства конструкций. 

Совокупность перечисленных выше служебных свойств, а также достаточные для армирования конструкций прочностные и деформативные характеристики и обеспечение требуемого сцепления с бетоном, предопределили наиболее рациональные области применения композитной базальтовой арматуры, а именно: конструкции морских и припортовых сооружений, автомобильные дороги, фундаменты, конструкции инженерных сетей, опоры линий электропередач, теплосберегающие ограждающие конструкции.

В современной практике композитная базальтовая арматура наиболее широко применяется в США, Канаде, Японии, Германии, Италии, где разработаны соответствующие нормативные документы, регламентирующие правила проектирования, испытаний и применения такой арматуры.

В Украине уже освоено производство базальтопластиковой арматуры для армирования бетонных конструкций согласно стандарту ТУ У В.2.7-25.2-34323267-001:2009 и продукция имеет следующие технические характеристики: 

— номинальный диаметр — 6 – 12 мм; 

— временное сопротивление разрыву – 800 МПа; 

— модуль упругости – 43000 МПа; 

— относительное равномерное удлинение при разрыве – 2,2%;

— плотность 1900 кг/м3.

Композитная арматура производится в виде стержней со спиральной рельефностью любой строительной длины, пропитанных химически стойким полимером. 

Для изучения закономерностей сопротивления бетонных изгибаемых элементов, армированных композитной базальтовой арматурой, были проведены специальные экспериментальные исследования, целью которых являлось установление характера изменения напряженно-деформированного состояния бетона и композитной арматуры в процессе нагружения, характера деформирования, возможных форм разрушения элементов, прочности, жесткости и трещиностойкости элементов. 

Обобщение, систематизация и анализ результатов проведенных экспериментальных исследований и их сопоставления с сопротивлением действию изгибающего момента элементов со стальной арматурой позволяют сделать следующие основные выводы: 

  • закономерности сопротивления бетонных элементов, армированных композитной арматурой, а именно характер трещинообразования, деформирования и разрушения, соответствуют аналогичным закономерностям для элементов, армированных стальной арматурой;
  • несущая способность балок с одиночной композитной арматурой соответствует несущей способности балок со стальной арматурой;
  • при соответствующем технико-экономическом обосновании, композитная арматура может применяться для армирования бетонных конструкций.

Современная технология производства арматуры позволила значительно снизить эксплуатационные и трудовые затраты на изготовление данного материала. Для потребителей и строителей это, прежде всего, означает, что на рынке сегодня представлена неметаллическая арматура, цена на которую гораздо ниже представленных ранее аналогов. Таким образом, использование в различных областях строительства композитной арматуры позволяет на порядок снизить итоговую себестоимость конструкции, здания или сооружения. Кроме того, за счет использования композитной арматуры увеличивается общий срок службы конструкции, так как материал практически не подвержен коррозии.