Новым армированным элементом для выполнения строительных работ является высокопрочная неметаллическая арматура из композитных материалов.
Неметаллическая арматура выпускается в виде стержневой со спиральной рельефностью любой строительной длины из стеклянных или базальтовых волокон, пропитанных химически стойким полимером. Арматура, изготовленная из стеклянных волокон, называется стеклопластиковой АСП, а из базальтовых волокон – АБП.
Композитная арматура прошла коррозионные и физико-механические испытания в НИИЖБ (г.Москва). По результатам длительных исследований долговечность строительных конструкций с использованием арматуры составляет не менее 100 шт.
Такая долговечность обусловлена высокой химической стойкостью арматуры ко всем известным агрессивным средам - газовая среда повышенных концентраций, хлористые соли, противогололедные реагенты, морская вода и т. д.
Неметаллическая композитная арматура (стеклопластиковая и базальтопластиковая), а также гибкие связи изготавливаются из стеклоровинга или базальторовинга и композитных материалов (соответственно АСП и АБП). Она обладает сочетанием высокой прочности и коррозионной стойкости. У композитной арматуры прочность на разрыв в 3 раза выше прочности стальной арматуры класса A-III, коррозионные свойства на уровне хорошей нержавеющей стали, а вес, в равнопрочном соотношении, меньше в 9 раз.
В антикоррозионной лаборатории ОАО «Сильвинит» (г. Соликамск) были проведены испытания композитной арматуры и гибких связей на стойкость к воздействию калийных сред, соляной кислоты и щелочей. По результатам испытаний дано заключение о возможности использования композитной арматуры в строительных конструкциях в условиях воздействия агрессивных сред.
Удешевление стоимости строительных конструкций достигается за счет использования неметаллической арматуры и гибких связей меньших диаметров по сравнению с металлической арматурой. Кроме того из-за отсутствия коррозии арматуры повышается долговечность работы изделия, сокращаются или ликвидируются дорогостоящие ремонтные работы.
| Характеристики | Металлическая арматура класса А-Ш (А400С) ГОСТ 5781-82 | Неметаллическая композитная арматура (АСП — стеклопластиковая, АБП — базальтопластиковая) |
|---|---|---|
| Материал | Сталь 35ГС, 25Г2С и др. |
АСП — стеклянные волокна диаметром 13–16 микрон связанные полимером; АБП — базальтовые волокна диаметром 10–16 микрон связанные полимером |
| Временное сопротивление при растяжении, МПа | 360 |
1200-АСП 1300-АБП |
| Модуль упругости, МПа | 200000 |
55000-АСП 71000-АБП |
| Относительное удлинение, % | 25 | 2,2-АСП и АБП |
| Характер поведения под нагрузкой (зависимость «напряжение-деформация») | Кривая линия с площадкой текучести под нагрузкой | Прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения |
| Коэффициент линейного расширения αх*10/°C | 13-15 | 9-12 |
| Плотность, т/м³ | 7 | 1,9-АСП и АБП |
| Коррозионная стойкость к агрессивным средам | Корродирует с выделением продуктов ржавчины | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона |
| Теплопроводность | Теплопроводна | Нетеплопроводна |
| Электропроводность | Электропроводна | Неэлектропроводна — диэлектрик |
| Выпускаемые профили | 6-80 | 3,5-12 в перспективе до 20 |
| Длина | Стержни длиной 6-12 м | Любая длина по требованию заказчика |
| Экологичность | Экологична | Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ |
| Долговечность | По строительным нормам | Прогнозируемая долговечность не менее 80 лет |
| Замена арматуры по физико-механическим свойствам |
6А-III 8А-III 12А-III 14А-III 16А-III |
АСП-4, АБП-4 АСП-6, АБП-6 АСП-8, АБП-8 АСП-10, АБП-10 АСП-12, АБП-12 |
| Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м² | При использовании арматуры 8А-Ш размер ячейки 14×14 см. Вес 5,5 кг/м² | При использовании арматуры 8АСП размер ячейки 23×23 см. Вес 0,61 кг/м². Уменьшение веса в 9 раз |
| Экономика | В настоящее время отмечено увеличение стоимости металла за последние 6 месяцев в среднем на 67% | Финансовая экономия от замены металлической арматуры на равнопрочную композитную арматуру составляет 10-30%. Динамика роста цен составляет 2-4% в год |
| Области применения | По строительным нормам |
Применение по рекомендациям НИИЖБ. Особенно эффективно для дорожного строительства для изделий, работающих на упругом основании (основания и откосы дорог, асфальтобетонное покрытие, подпорные стенки, плиты и т.д.). Перспективно для создания сейсмоустойчивых поясов зданий и сооружений как существующих, так и вновь возводимых.
|
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ
С учётом современного состояния коррозионных исследований и свойств опытно-промышленных партий неметаллической арматуры (ТУ-5769-183-40886723-2004) рекомендуется применение АБП и АСП:
- для армирования бетонных конструкций и смешанного армирования железобетонных конструкций;
-в армированных конструкциях, подвергающихся воздействию агрессивных сред согласно СНиП 2.03.11-85 и МГСН 2.08-01, вызывающих коррозию стальной арматуры (хлористые соли, агрессивные газы повышенных концентраций и другие). Целесообразно применение АБП и АСП в элементах дорожного строительства, которые подвергаются агрессивному воздействию противогололёдных реагентов;
- при ремонте железобетонных конструкций, поврежденных воздействием агрессивных, в первую очередь хлоридных сред;
- в случаях, когда отсутствует возможность обеспечить нормативные требования к толщине защитного слоя (тонкостенные конструкции различного назначения, например: панели защитных сооружений от шума, ограды, конструкции архитектурного назначения и другие);
- в бетонах на шлакопортландцементе, пуццолановом цементе, смешанных вяжущих с высоким содержанием активных минеральных добавок и т.п.;
- в монолитных бетонах с хлоридсодержащими противоморозными добавками, (хлорид кальция ХК, нитрат-хлорид кальция НХК, нитрат-хлорид кальция с мочевиной НХКМ и другие);
- в пористых и крупнопористых бетонах (дренажные трубы), легких и ячеистых бетонах, в том числе при монолитном строительстве;
- при армировании кирпичной кладки, в т. ч. в зимнее время, когда в кладочный раствор вводятся ускорители твердения и противоморозные добавки - хлористые соли, вызывающие коррозию стальной арматуры.
С целью улучшения теплотехнических характеристик стен, рекомендуется применение АБП и АСП в наружном слое трёхслойных стеновых панелей с гибкими связями, при этом арматура перемычек и зоны усиления платформенного стыка должна оставаться металлической.
С освоением промышленного производства АБП и АСП, улучшением качества арматуры и получением экспериментальных данных за более длительные сроки испытаний область применения АБП и АСП может быть в дальнейшем расширена с учётом совершенствования технологии её производства.
ХАРАКТЕРИСТИКИ АСП и АБП
Неметаллическая арматура выпускается профилем 5;8 и 10мм и характеризуется следующими показателями:
- нормальный диаметр стержней - 5±0,3 мм, 7,8±3 мм, 10±3 мм;
- длина стержней - свыше 32000 ±5 мм;
Размеры (мм) арматуры
| Номер профиля | ||||||||
|
4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | |
| Наружный диаметр, dн, мм | 4,00 | 6,00 | 8,00 | 10,00 | 12,00 | 14,00 | 16,00 | |
| Внутренний диаметр, dвн, мм | 3,00 | 5,00 | 7,00 | 9,00 | 11,00 | 13,00 | 15,00 | |
| Шаг навивки, t, мм | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | |
| Вес 1 п.м., кг | 0,02 | 0.05 | 0,07 | 0,12 | 0,2 | 0,26 | 0,35 |
Физико-механические характеристики арматуры АСП и АБП
|
|
|
|
Временное |
|
|
|
Вид |
Номер |
Разрывное |
сопротивлен |
Относитель |
Модуль |
|
композит |
профиля |
усилие, |
ие разрыву, |
ность, |
упругости, |
|
ной |
|
Н |
МПа |
удлинение, |
МПа |
|
арматуры |
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
Не менее менеееменее |
|
|
|
АСП |
5 |
8800 |
1200 |
2,3 |
52800 |
|
|
8 |
28000 |
1040 |
2,3 |
41360 |
|
|
10 |
45600 |
880 |
2,3 |
41360 |
|
АБП |
5 |
11000 |
1500 |
2,5 |
60000 |
|
|
8 |
35000 |
1300 |
2,5 |
47000 |
|
|
10 |
57000 |
1100 |
2,5 |
47000 |
- объемная масса- 1,9±0,1 т/м .
Гарантийный срок сохранения свойств арматуры ТУ 5769-183-40886723 24 месяца с момента изготовления при соблюдении правил хранения и транспортирования.
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АРМАТУРЫ АСП и АБП
Неметаллическая композитная • арматура может применяться как в виде отдельных стержней, так и в виде каркасных сеток. В наружных стеновых панелях (ТУ-5769-183-40886723), арматуру АСП и АБП следует применять преимущественно в виде сеток. В случае невозможности получения готовых сеток они изготавливаются на месте
применения.
Сетки изготавливают с перевязкой мест пересечения стержней синтетической нитью с последующей пропиткой эпоксидной смолой и отверждением эпоксидной смолы.
Толщина защитного слоя у арматуры назначается из условия совместной работы арматуры и бетона. При проектировании конструкций с неметаллической арматурой толщина защитного слоя назначается по СНиП 2.03.01-84.
При укладке арматуры в форму проектная толщина защитного слоя обеспечивается установкой фиксаторов из цементно-песчаного раствора или из теплостойких и щелочестойких полимерных материалов, например, полиэтилена.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С АРМАТУРОЙ АСП и АБП
При работе с арматурой АСП и АБП необходимо использовать индивидуальные средства защиты кожи рук по ГОСТ 12.4.068 и специальную одежду по ГОСТ 12.4.011 и ГОСТ 12.4.103. При резке арматуры дополнительно использовать индивидуальные средства защиты органов дыхания по ГОСТ 12.4.034 и защиты глаз по ГОСТ 12.4.013.
