Пластикова арматура: поняття, види, характеристики, особливості застосування
Пластикова арматура або неметалеві волокна, які пов'язані між собою спеціальним складом, у більшості випадків може використовуватися замість традиційної металевої. Вона має ряд переваг перед залізними лозинами, до яких в першу чергу відноситься мала вага і несхильність до корозії. Розрізняють кілька видів пластикової арматури залежно від матеріалів, які використовувалися під час її виготовлення. Вони також відрізняються технічними показниками міцності.
Що являє собою склопластикова арматура
Арматура зі скловолокна - це конструкція, що складається зі склопластикового стрижня та вуглепластикової нитки або ниткоподібного скловолокна ровінга, скріплене епоксидною смолою. Зовнішня нитка забезпечує надійне зчеплення з бетоном під час будівництва та додатково посилює конструкцію. Така композитна арматура успішно конкурує зі звичайними металевими лозинами, а іноді навіть виграє за всіма пунктами.
Основою склоармутури може бути базальт, карбон або поліамід (волокна можуть комбінуватися). Назва такої неметалевої арматури залежить від матеріалів, що використовуються: наприклад, базальтопластикова, склопластикова або скловолоконна і так далі.
Виробляється будматеріал, що розглядається наступним чином. Волокнистий масив просочують спеціальним термопластичним складом, смолами, затверджувачами. Після цього заготівлю пропускають крізь фільєри. Завдяки полімеризації, що проходить при високих температурах у печі, заготовка набуває форми, після чого арматура простягається крізь спеціальні механізми. Зверху на прутки намотуються ребра для твердості.
Також вироби посипаються піском, мармуровою або гранітною крихтою, якщо потрібно забезпечити додаткове зчеплення з бетоном.
Так, для дорожнього будівництва і при зведенні мостів не слід використовувати конструкції, що іржавіють з часом, тому склопластикова арматура підходить найкраще. Також подібний тип арматури використовують для портових, морських споруд та посилення бетонних резервуарів.
Діаметр такої склопластикової арматури може змінюватись від 4 мм до 18 мм. Заготовки в довжину зазвичай нарізають по 3 м, 6 м або максимум 12 м. При транспортуванні склоарматуру для економії місця та зручності можна скручувати в бухти.
Це цікаво! Арматура зі склопластику була розроблена ще в Радянському Союзі, але широко застосовуються початки тільки зараз.
Розрізняють кілька різновидів аналізованої арматури:
- АСП або склопластикова (серцевина зроблена зі скловолокна);
- УГК чи вуглекомпозитна (основою є вуглеводень);
- АСК або склокомпозитна (скловолокно змішують із смолами);
- АБП або базальтопластикова (міцніша, чорна арматура, основним елементом якої є базальт, магматична порода зі скловолокнистою структурою);
- АБК або базальтокомпозитна (до цієї арматури зі скловолокном додають базальт);
- УГП або вуглепластик (виготовляється з карбону);
- ААК чи арамідокомпозитна (у складі – схожі на капрон чи нейлон поліамідні волокна);
- АКК або композитна комбінована (складається зі скловолокна і базальтопластика).
Також пластикова арматура ділиться на умовно-гладку, посипану кварцовим піском дрібної фракції, та з періодичним профілем з намотаним на пруток скловолокном, який служить анкерувальним ребром.
Якості пластикової арматури
Має пластикова арматура плюси та мінуси. Розглянемо її позитивні якості:
- невелика вага (особливо в порівнянні з металевими прутками, які в 5 разів важчі);
- діелектричність (сткелопластик та інші види подібної склоарматури не проводять електричний струм, тому такий матеріал ще більше виграє у металевого;
- радіопрозорість (крім діелектричності, склоарматура має корисну властивість радіопрозорості: усередині побудованої за допомогою цієї арматури будівлі не створюються радіоперешкоди);
- водостійкість;
- гнучкість (завдяки цій якості таку арматуру просто змотувати в бухти і легко перевозити, виробнику не обов'язково нарізати її на відрізки, при цьому зменшується кількість нахлестів, збільшується міцність бетонної конструкції та зменшуються витрати);
- стійкість до навантажень (завдяки вдвічі більшій стійкості до навантажень, що розтягують, порівняно з металом можна виробляти дані вироби з меншим діаметром);
- хімічна нейтральність (пластик та інші складові склоарматури, що розглядається, не взаємодіють з агресивними кислотними хімічними речовинами);
- зручність (використання композитного будівельного матеріалу не пов'язане із необхідністю застосування зварювання);
- низький рівень теплопровідності (забезпечує відсутність «містків холоду»);
- довговічність (вважається, що пластикова арматура довговічніша через неможливість появи руйнівної корозії, на відміну від металевих прутів).
Має склопластикова арматура плюси та мінуси. Серед негативних сторін використання матеріалу слід виділити низький модуль пружності. Це означає, що такі композитні стрижні можуть деформуватися у процесі експлуатації.
Термостійкість також не є сильною стороною цього матеріалу. З одного боку, він має властивість самозагасання при загорянні і витримує досить високі температури, проте цього не завжди достатньо, тому використовують пластикову арматуру тільки з урахуванням обмеженого порога термічного впливу. Вважається, що її експлуатаційні якості втрачаються при досягненні температури в 300-400 С 0 , а збільшення її до шестисот градусів і є критичним.
З іншого боку, зазначені температурні навантаження не повинні відчувати бетонні конструкції. Виняток становлять лише промислові об'єкти, в яких проходитимуть високотемпературні виробничі процеси. У такому разі композитна арматура та металева арматура порівняно не потребують, оскільки виграє остання.
Розглядаючи композитну арматуру, її плюси та мінуси, варто також відзначити непотрібність зварювання. Цей фактор деякі фахівці відносять до позитивних якостей пластикової арматури, інші вважають, що це може стати недоліком, адже зварювання є міцнішим з'єднанням деталей порівняно із пластиковими з'єднаннями. Найчастіше для закріплення застосовують в'язальний дріт, що попередньо обпалюється. Як альтернативний варіант використовуються хомути із пластику.
«Мінусом» пластикової арматури є складність обробки. Мається на увазі труднощі в нарізуванні такого пластикового прута на будівництві, тому що для цього потрібно використовувати спеціальні верстати. Саме тому такі маніпуляції виробляють у заводських умовах. Також на аналізовану склоарматуру все ж таки впливає лужне середовище, хоча її вплив можна запобігти шляхом вилуговування.
Технічні характеристики та сфера використання
Композитна склопластикова арматура, характеристики:
- теплопровідність – 0,35 Вт/(м*K);
- відносне подовження - 8-10%;
- термін служби – щонайменше 100 років;
- модуль пружності - 55000-56000 МПа;
- міцність на розрив від 480 МПа до 1600 МПа;
- коефіцієнт лінійного теплового розширення - від 9 * 10-5 С0 до 12 * 10-5 С0;
- вага – від 49 г до 440 г на кожен погонний метр (залежно від різновиду та товщини);
- діаметр скляних волокон – 13-16 мікронів.
Пластмасова арматура буває різною, тому не зайвим буде провести порівняльний аналіз кількох видів цього будівельного матеріалу (див. таблицю №1).
Таблиця №1. Порівняння різних типів композитної пластикової
арматури з технічних характеристик.
Характеристики / типи | АКК | АСК | АУК | АБК | ААК |
Міцність при виконанні поперечного розрізу, межа (у мегапаскалях) | 190 | 150 | 350 | 150 | 190 |
Реакція на розтяг: модуль пружності (у мегапаскалях) | 100 | 50 | 130 | 50 | 70 |
Міцність на розтяг, межа (у гектопаскалях) | 1000 | 800 | 1400 | 800 | 1400 |
Міцність на стиск, межа (у мегапаскалях) | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
Склопластикова арматура знаходить застосування переважно при будівництві житлових будівель. Зведення сучасних монолітних бетонних стін не обходиться без такого інноваційного матеріалу. Також за допомогою склопластикових виробів здійснюють:
- монтаж залізничних та автомагістралей, а також огорож для них;
- зміцнення фундаменту;
- будівництво морських портових споруд;
- зміцнення таких конструкцій, що піддаються впливу корозійних руйнівних факторів (водойми, зміцнювальні конструкції для берегових ліній);
- облаштування естакад та шляхопроводів;
- зміцнення цегляної кладки (характерно для малоповерхового будівництва);
- виробництво фундаментних плит;
- облаштування поглибленого стрічкового фундаменту, що розташовується на твердому, нерухомому ґрунті;
- підвищення терміну служби та міцності пішохідних доріжок та автомобільного покриття;
- зміцнення укосів;
- облаштування дорожнього полотна;
- посилення міцності балок та перекриттів будинку;
- підвищення жорсткості підлог у будинках;
- спорудження сейсмостійких конструкцій;
- виготовлення бетонних конструкцій, що вимагають армування (різних стовпів, шпал, траверс тощо).
Використання склопластикової арматури вже обросло деякими міфами, які слід розвінчати. Наприклад, неможливість її застосування через невисокий модуль пружності переоцінено. Справа в тому, що величина цього показника важлива лише для конструкцій, що прогинаються, а для установки на пружній підставі цю величину можна і зовсім не враховувати.
Ще одним міфом про арматуру залишається її уявна неекологічність. Це питання цілком залежить від виробника та його порядності. Якщо виготовляється цей будматеріал згідно з чинними стандартами та правилами, небезпеки для здоров'я людей немає жодної.
Корисне відео
Корисне відео
Висновок
Склоарматура використовується замість металевої, оскільки має безліч переваг.
При додаванні в композитну склоарматуру базальту, карбону та інших матеріалів її властивості змінюються.
Декілька спірних негативних сторін склоарматури компенсуються безліччю «плюсів».
Застосовуються склопластикові прути для облаштування та зміцнення фундаментів, стін, підлоги будівель, при монтажі доріг.