Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Инновации в науке» № 6(67)

Рубрика журнала: Технические науки

Скачать книгу(-и): скачать журнал

Библиографическое описание:
Аль-шиблави К.А., Ярцев В.П. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТНОЙ ПЛАСТИКОВОЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ АРМАТУРЫ // Инновации в науке: научный журнал. – № 6(67). – Новосибирск., Изд. АНС «СибАК», 2017. – С. 78-80.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТНОЙ ПЛАСТИКОВОЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ АРМАТУРЫ

Аль-шиблави Карам Али

аспирант 2 года кафедры «Конструкции зданий и сооружений»

Тамбовский государственный технический университет

РФ, г. Тамбов

Ярцев Виктор Пейтрович

д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Конструкции зданий и сооружений»

Тамбовский государственный технический университет

РФ, г. Тамбов

COMPARATIVE ANALYSIS OF OPERATING PROPERTIES OF COMPOSITE PLASTIC AND METALREINFORCEMENT

 

 Karam Ali Al-Shiblawi

post-graduate 2 nd  year student of the department of Construction, Buildings structures Tambov State Technical University

Russia, Tambov

 

Victor  Jarcev

doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Construction, Buildings and Structures Tambov State Technical University

Russia, Tambov

 

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены эксплуатационные свойства стеклопластиковой арматуры, проведено сравнение с аналогичными свойствами металлической арматуры. Показано, что стеклопластик имеет ряд преимуществ по сравнению с металлом в арматурных стержнях в бетонных строительных конструкциях.

ABSTRACT

The operational properties of fibreglass reinforcement are considered, compared with the same properties of metal reinforcement. It is shown that fibreglass has a number of advantages compared with the metal when using as reinforcing rods in concrete building structures.

 

Ключевые слова: базальтовое волокно; композитная арматура; металлическая арматура; плиты; стеклянное волокно; стержень; термореактивные смолы; фундамент.

Keywords: Basalt fiber; Composite reinforcement; Metal reinforcement; Plates; Glass fiber; Rod; Thermosetting resins; Foundation.

 

Композитная полимерная арматура является современным строительным материалом, широко используемым при заливке фундаментов, бетонных плит, колонн и многих других конструкций. Строительное изделие представляет собой стержень с ребрами, изготовленный из волокна и смол [1].

Пластиковая арматура имеет сложный состав на основе неметаллического волокна, связанного полимерным термореактивным композитным составом. Основа неметаллической арматуры – стеклянное или базальтовое волокно, гораздо реже используют углеродное или арамидное.

Применение композитной арматуры в настоящее время расширяется. Для увеличения сроков службы зданий и сооружений необходимы надежные и долговечные конструкции. Одним из путей повышения долговечности является использование высококачественной арматуры.

Поэтому все чаще вместо традиционного металлического используется стеклопластиковый или композитный полимерный каркас. Естественно, что пластиковое армирование не вытесняет металлическое, и металлическая арматура активно используется в различных строительных конструкциях. Но все-таки использование композитной арматуры можно назвать достаточно перспективным и активно развивающимся направлением в сфере строительства. Рассмотрим некоторые примеры использования композитной пластиковой арматуры.

Для фундаментов применение пластиковой арматуры имеет ряд несомненных преимуществ. Прежде всего, речь идет о физико-механических характеристиках арматурных прутьев, выполненных из пластика (табл. 1).

Из таблицы 1 видно, что показатели стеклопластиковой арматуры выше металлической в три раза. Это позволяет использовать меньше несущих элементов. За счет этого происходит экономия строительного материала [3].

Срок эксплуатации композитной арматуры составляет около 150 лет. И этот показатель многих строителей склоняет к мнению, что лучше использовать стекловолоконную арматуру. Удельная плотность стекловолоконной арматуры почти в четыре раза меньше, чем стальной. Это существенно снижает общую массу армирующего каркаса.

Пластиковая арматура изготавливается в виде стержней, диаметр которых достигает 40 мм. При этом можно приобрести стержни для фундамента в бухте любой длины. Это очень удобно, поскольку позволяет существенно сэкономить на доставке. Тот факт, что композитная арматура характеризуется низкими показателями теплопроводности и представляет собой диэлектрик, особенно значим для тех зданий и сооружений, в которых в обозримом будущем планируется применение чувствительного электрического оборудования [2].

Конструктивно композитная полимерная арматура состоит из двух частей. Ствол (пучок параллельно расположенных волокон, связанных композитом на основе эпоксидной или полиэфирной смолы) отвечает за ее прочность. Оболочка обеспечивает надежное сцепление с бетоном. Обычно она выполнена в виде волокон, навитых по спирали вокруг ствола, но может представлять собой и обычное песчаное напыление (табл. 1).

На фото композитной арматуры хорошо видно, что навивка производится в одном или двух направлениях, а иногда волокна даже сплетены в косичку. От вида укладки волокон зависит такая характеристика композитной арматуры, как относительное удлинение, а от метода навивки – сопротивление вырыву из бетона [3].

Таблица 1.

Сравнительная таблица характеристик

Характеристика

Стальная арматура класса А-III (А400С)

Стеклопластиковая арматура АСП

1. Материал

Сталь

Стеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы

2. Предел прочности при растяжении, МПа

390

1300

3. Относительное удлинение, %

25

2.2

4. Плотность, т/куб. м

7

1.9

5. Коррозийная стойкость

Коррозирует

Нержавеющий материал (неметаллическая)

6. Теплопроводность

Теплопроводна

Нетеплопроводный

7. Электропроводность

Электропроводна

Диэлектрик

8. Выпускаемые профили, диам. Мм

6-80

4-24

9. Длина, м

6-12

По заявке покупателя

10. Экологичность

Экологичная

Не токсичен, по степени воздействия на организм человека и окружающую среду относится к 4 классу опасности (малоопасные)

11. Долговечность

В соответствии со строительными нормами

Прогнозируемая – не менее 50 лет

12. Замен арматуры по физико-механическим свойствам, диам. мм

8

10

12

14

16

18

20

4

6

8

10

12

14

16

13. Экономика замены

Арматура 10 А-III средняя цена 12,50 руб./п.м

12 А-III – 17,50 руб./п.м

14 А-III – 24 руб./п.м

Равнопрочная замена диам.

6 мм цена – 12 руб./п.м

диам. 8 мм – 18 руб./п.м

диам. 10 мм – 24 руб./п.м

14. Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/кв.м

При использовании арматуры 8 А-III размер ячейки 14х14 см вес 5,5 кг/кв.м

При использовании арматуры диам. 8 мм размер ячейки 23х23 см вес 0,61 кг/кв.м.

Уменьшение веса в 9 раз.

 

Неметаллическая композитная арматура в нашей стране применяется уже как минимум десяток лет, а ГОСТ, описывающий ее, находится на этапе разработки, да и то лишь благодаря объединению усилий компаний-производителей. В 2003 году СНиП 52-01 признал ее существование в строительстве и пунктом 5.3 разрешил применение композитной арматуры в железобетонных конструкциях.

На любом профессиональном строительном сайте, имеющем активный форум, композитная арматура часто становится предметом обсуждения. Она является новым стройматериалом, и слух о том, что ее применение гарантирует существенную экономию средств, уже ширится по всей России.

Важным преимуществом стеклопластиковой арматуры является небольшой удельный вес, что дает возможность использовать ее для армирования легких конструкций из ячеистого бетона и некоторых других строительных материалов. Это позволяет значительно снизить вес конструкций, которые армируются с ее помощью. Между тем вес обычной бетонной конструкции при использовании стеклопластиковой арматуры снизится незначительно, так как сам строительный материал обладает внушительной массой [2].

Низкая теплопроводность также относится к преимуществам стеклопластиковой арматуры. При использовании такой арматуры в бетонных конструкциях не образуется мостиков холода (чего нельзя сказать об армирующих элементах из металла), что значительно улучшает их теплоизоляционные параметры.

Высокая гибкость стеклопластиковой арматуры позволяет отгружать ее заказчику в бухтах, а не нарезанной отдельными прутками. Благодаря компактной форме упаковки транспортировать такую арматуру значительно проще, а это серьезно сокращает расходы на доставку материала к месту выполнения строительных работ. Использование армирующих элементов, которые отгружаются не нарезанными прутками, а в бухтах, позволяет также снизить расходы материала за счет уменьшения количества нахлестов. Это положительным образом сказывается как на прочностных характеристиках будущей бетонной конструкции, так и на ее стоимости, что особенно важно при выполнении строительных работ.

Достаточно спорным считается такое преимущество стеклопластиковой арматуры, как ее долговечность внутри бетонной конструкции. Арматура из металла, находясь в изолированном состоянии, также не подвергается негативному влиянию внешних факторов, что обеспечивает долговечность ее использования [3].

Углепластиковая арматура – это диэлектрический материал, что является преимуществом изделий из данного материала. Проводящая электрический ток металлическая арматура больше подвержена коррозии, что негативным образом сказывается на ее долговечности.

По сравнению с армирующими элементами из металла, стеклопластиковые изделия не подвержены воздействию химически активных сред. Такое преимущество стеклопластиковой арматуры особенно актуально в случаях возведения строений в зимнее время, когда в бетон добавляются различные солевые растворы, ускоряющие процесс застывания.

Являясь диэлектриком, углепластиковая арматура не создает радиопомех внутри здания, в отличие от металлических прутков. Такое преимущество важно тогда, когда в бетонной конструкции имеется много армирующих элементов. В противном случае использование композитной арматуры не станет минусом, но будет не столь актуально.

Область применения стеклопластиковой арматуры достаточно широка. Ее используют в малоэтажном строительстве, в хозяйственных целях при установке фундамента для теплицы или парника.

Арматура из стекловолокна считается отличным материалом для укрепления насыпей, откосов дорог, береговых сооружений и используется при армировании дорожного полотна.

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что по целому ряду факторов лучше использовать пластиковую арматуру. Несмотря на то, что по стоимости композитные стержни мало чем отличаются от традиционных стальных, экономическая выгода от их использования неоспорима.

За последние несколько лет объем производства композитной пластиковой арматуры существенно вырос. Многие успели оценить по достоинству пластиковую арматуру и в дальнейшем планируют делать выбор исключительно в ее пользу. Это неудивительно, поскольку пластиковая (композитная) арматура отличается высокими эксплуатационными характеристиками.

 

Список литературы:

  1. Алексеева Л.Л. Инновационные технологии и материалы в строительной индустрии: учеб. пособие. – Ангарск: АГТА, 2015. – 104 с.
  2. Композитная арматура [Электронный ресурс]. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Композитная_арматура (дата обращения: 22.9.2015).
  3. Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные конструкции. – М.: Стройиздат, 2014. – 105 с.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом