Стеклопластиковая арматура

     Композитная стеклопластиковая арматура – вид строительной арматуры, она производится в виде стержней разной длинны, имеющих внешнее сечение в виде спирали. Изготавливается из стекловолокна и связующих смол. Волокно обеспечивает необходимую прочность, а смола связывает волокна между собой.

     Несмотря на то, что многие производители композитной арматуры на своих сайтах, в рекламе и коммерческих предложениях заявляют, что их арматура — инновационный материал, на самом деле она таковой вовсе не является. 

     Мировой опыт применения композитной стеклопластиковой арматуры насчитывает уже более 40 лет. Например, поиски и исследования в сфере композитных материалов за рубежом начались еще в 60-х годах прошлого века. Тогда же постепенно начала формироваться нормативно-техническая документация. И тогда же ее начали вводить в эксплуатацию. Например, в Канаде и сейчас все мосты и дороги строят с применением стеклопластиковой арматуры ввиду ее высокой антикоррозийной стойкости. США, Япония и страны Европы тоже активно применяют ее.

     В Советском союзе композитная арматура «зародилась» также около лет 40 назад в продвинутой на тот момент в данном вопросе Белоруссии. Эта республика разработала первые технические условия, и первой же освоила опытное производство. Правда, тогда речь шла только о стеклопластиковой арматуре небольшого диаметра, 5–6 мм. Так или иначе, Институт строительства Госстроя Белоруссии совместно с московским НИИ железобетона разработали первые рекомендации по расчету конструкций со стеклопластиковой арматурой. Да, тогда в этом вопросе мы были действительно впереди планеты всей. Или почти впереди...

     Но развал СССР сделал свое дело и композитная отрасль в стране практически перестала существовать. Очень хорошую оценку данной ситуации дал Президент России Владимир Путин на заседании Экспертного совета по модернизации экономики: «Если в советские времена мы занимали ведущее положение по композитам в мире, то после развала СССР мы стали занимать на рынке композитных материалов какой-то ничтожный процент— 0,5% мирового производства. Удивительно, как все было растащено и разворовано!".

     Именно поэтому в СССР так и не успели внедрить этот материал повсеместно, однако несмотря на это все же множество зданий и сооружений было построено с помощью стеклопластиковой арматуры. 

     В 1976 году были возведены два надвижных склада, при их создании использовали 6 мм стеклопластиковые стержни. Эти склады находятся в городах Рогачев и Червень.

     В 1975 году построен с использованием композитной арматуры первый в мире клееный деревянный мост. Его проектированием занимались специалисты хабаровского политехнического института.

     В 1981 году, взяв за основу опыт создания склеенного моста, строители возвели в Приморске мост через реку Шкотова.

     За долгие годы наблюдения за сооружением этих экспериментальных мостов, построенных из стекловолокна в период с 1975 по 1989 год, эффект предварительного напряжения стеклопластиковой арматуры не поддался каким-либо значительным изменениям.

     И вот именно поэтому сегодня мы не столько занимаемся производством некоего неизвестного инновационного материала, сколько восстанавливаем старые добрые традиции его производства, разработанные еще в советском прошлом, когда мы были впереди планеты всей. Да, конечно, изменились технологии, появилось новое современное оборудование, сырье и материалы для производства композитной стеклопластиковой арматуры, но вот назвать ее инновационным материалом никак нельзя. 

     И опасения большинства по поводу применения этой арматуры, считая ее каким-то новым ненадежным, непроверенным материалом, мягко говоря, необоснованные. Раньше это можно было оправдать отсутствием хоть какой-то нормативно-технической документации, но теперь и это невозможно поскольку, во-первых, НИИЖБ были внесены дополнения в СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», разрешающие применение неметаллической композитной арматуры в оных, а, во-вторых, с 1 января 2014 года получил статус национального стандарта ГОСТ 31938-2012 «Арматур композитная полимерная для армирования бетонных конструкций».

 

     "Итак, у стеклопластиковой арматуры есть безусловно прекрасные качества. Это отменная прочность, высокая стойкость к коррозии, замечательные диэлектрические свойства, "радиопрозрачность» и так далее. Эта арматура более долговечна в сравнении со стальной, безусловно. Но есть и некоторые технологические сложности— в сравнении со стальной арматурой.

     Во-первых, композитная арматура не сваривается. Поэтому и сетки, и каркасы из нее необходимо «вязать». Второй момент: она не загибается. Поэтому гнутые сетки и каркасы из стеклопластика вы получить не сможете. Третье: такая арматура боится высокой температуры. Поэтому весьма проблематичным становится вопрос термообработки сформованных изделий с такой арматурой. Напомню: у нас пропаривание заводских бетонных изделий происходит при температуре 80 градусов, а снизив ее до 60 градусов (что необходимо при наличии в изделии стеклопластиковой арматуры), мы существенно растянем производственный цикл выпуска сборных конструкций, тем самым автоматически сделав производство дороже. Об этом факте тоже нужно помнить.

 

     Теперь перейдем к конструкционным особенностям, к механическим свойствам такой арматуры.

     Высокая прочность при растяжении. Раньше расчетное сопротивление было 1000 Мпа. Сегодня, в новом ГОСТе, оно уже меньше— 800 МПа. Но всё равно, это очень много. Это равновелико сопротивлению (стальной) арматуры класса А5.

Далее: сейчас выпускается стеклопластиковая арматура в том числе и больших диаметров. Если раньше диаметры были 5–6 мм, то сегодня они достигают 32 мм (тоже указано в ГОСТе). Это замечательно. Значит, теперь мы можем делать мощные композитные арматурные элементы.

Высокая прочность при сжатии— от 500 до 1000 МПа.

Далее— у стеклопластиковой арматуры практически отсутствуют пластические деформации. Вот это уже дело серьезное. То есть она работает по закону Гука. Напомню, у всех видов стальной арматуры удлинение при разрыве— не менее 4 процентов. А у большинства видов композитной арматуры удлинение при разрыве меньше двух процентов! Это означает присутствие высокого риска «хрупкого» разрушения. Иными словами, с композитной арматурой надо обращаться очень осторожно. «Разговаривать» с ней на «ты» нельзя, допустимо только вежливое и аккуратное «вы».

 

     Наиболее целесообразная область применения композитной арматуры, на мой взгляд, за прошедшие десятилетия ничуть не изменилась: это предварительно напряженные конструкции. В силу низкого модуля упругости потеря напряжений в напрягаемой композитной арматуре от усадки и ползучести будет в три-четыре раза меньше, чем в стальной арматуре. В силу того же самого низкого модуля упругости применение ее (композитной арматуры) в сжатых конструкциях, в изгибаемых зонах конструкций бессмысленно, потому что там всё определяется не прочностью арматуры, а предельной сжимаемостью бетона. В сжатых конструкциях она свою прочность 

будет использовать едва ли на четверть. Вместе с тем, меньший (в сравнении со стальной арматурой) модуль упругости дает основания надеяться, что конструкции с композитной арматурой будут меньше подвержены усадочным трещинам. Усадочные трещины ведь возникают оттого, что для нормальной равномерной усадки бетона есть какие-то препятствия, а арматура— как раз такое препятствие. Ну, а поскольку эта арматура легче сжимаема в сравнении со стальной (я полагаю, у нее модуль упругости меньше и в поперечном направлении) значит, композитная арматура будет меньше препятствовать усадке бетона и снизит образование усадочных трещин. Важный момент: в композитной арматуре должна быть обеспечена исключительно высокая однородность прочности. Сегодня при проектировании мы вводим к временному сопротивлению разрыву (стальной) арматуры доверительную вероятность 95 процентов (то есть 5 процентов риска), а в композитной арматуре—98 процентов (всего 2 процента риска).И еще: сечения изгибаемых элементов должны быть переармированными. Понятно, что это заведомо ведет к большому расходу арматуры. Хотя в целом нормы вообще не рекомендуют проектировать переармированные сечения, для стеклопластиковой арматуры специально была сделана такая пометка."

Соотношение толщин стальной и композитной арматуры