Неметаллическая композитная арматура для строительных работ
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 волокон, пропитанных химически стойким полимером. Арматура, изготовленная из стеклянных волокон, называется стеклопластиковой АСП.
По результатам исследований долговечность строительных конструкций с использованием арматуры составляет не менее 100 лет.
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.
Сравнительные характеристики металлической и композитной арматуры
Таблица 1.
Характеристика
Металлическая арматура класса А-III (А400С)
Стекловолоконная арматура
1. Материал
сталь
стеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы
2. Предел прочности при растяжении, МПа
390
1100
3. Относительное удлинение, %
14
2.2
4. Плотность, т/куб.м
7
1.9
5. Коррозийная стойкость
коррозирует
нержавеющий материал
6. Теплопроводность
теплопроводна
нетеплопроводна
7. Электропроводность
электропроводна
диэлектрик
8. Выпускаемые профили, диам. мм
6-80
4-24
9. Длина, м
6-12
по заявке покупателя
10. Экологичность
экологична
не токсична, 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. Замена 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 Ф10 А-III средняя цена 18.50 руб./п.м
Ф12 А-III - 25.50 руб./п.м
Ф14 А-III - 35.50 руб./п.м
равнопрочная замена диам. 6мм цена - 12 руб./п.м
диам.8мм - 18 руб./п.м
диам. 10мм - 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. 8мм размер ячейки 23х23 см вес 0,61 кг/кв.м. Уменьшение веса в 9 раз.
Таблица 2.
Характеристики Металлическая арматура А3
(А400С) ГОСТ 5781-82
Неметаллическая арматура
Временное сопротивление разрыву МПа
бв = 390;
брасч= 360
ТУ5769-183-40886723-2004;
АСП: бв= 1 000;брасч= 900
ТУ 5769-248-35354501-2007;
АСП: бв = 1 200; брасч = 1 100
Модуль упругости, МПа
Ер= 200 000
ТУ5769-183-40886723-2004;
АСП: Ер = 41 000
ТУ 5769-248-35354501-2007;
АСП: Ер = 55 000
Характер поведения арматуры
под нагрузкой (зависимость «б и Е»)
Площадка тягучести под нагрузкой
Упруго-линейная зависимость до разрушения
Относительное удлинение, Е, %
14
2,2
Плотность, , г/см3
7,8
1,9
Коррозионная стойкость
Коррозирует с выделением ржавчины
Не коррозирует
Теплопроводность
Теплопроводима
Нетеплопроводима
Электропроводность
Электропроводна
Неэлектропроводна
Теплостойкость
Испытана в среде горячего асфальтобетона (~ 2000С)и
при пропаривании бетонных изделий (~ 1000С).
Потери прочности не выявлено.
Морозостойкость
Испытана в климатической камере в режиме
замерзания и оттаивания до температуры -550С
в течении 100 циклов.
Потери прочности не выявлено.
Замена металлической арматуры на неметаллическую композицию
Расчет и конструктирование бетонных изделий производятся в соответствии СНиП 52-01-2003 «бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», а также по «Рекомендации по расчету конструкций со стеклопластиковой арматурой Р-16-78 (НИИЖБ, 1978г.).
При проектировании строительных конструкций с использованием арматуры следует руководствоваться равенством нагрузок, прикладываемых к армирующим элементам. Порядок замены приведен в таблице 3.
Таблица 3.
Металлическая арматура
А3 (А400С) ГОСТ 5781-82 Неметаллическая композитная арматура
АСП ТУ 2296-001-98065623-2008 6 А3
Fсеч = 28,3 мм2;
Ррасч = 10 200н
5 АСП
Fсеч = 10,2 мм2;
Ррасч = 10 200н
8 А3
Fсеч = 50,3 мм2 ;
Ррасч= 18 100н
6 АСП
Fсеч = 18,2 мм2 ;
Ррасч= 18 100н
10 А3
Fсеч = 78,5 мм2 ;
Ррасч= 28 300 н
7 АСП
Fсеч = 28,3 мм2 ;
Ррасч= 28 300 н
12 А3
Fсеч = 113,1 мм2 ;
Ррасч= 40 720 н
8 АСП
Fсеч = 40,7 мм2 ;
Ррасч= 40 720 н
14 А3
Fсеч= 154 мм2;
Ррасч= 55 450 н
10 АСП
Fсеч = 55,5 мм2;
Ррасч= 55 450 н
16 А3
Fсеч = 201 мм2;
Ррасч= 72 360 н
11 АСП
Fсеч= 72,4 мм2;
Ррасч= 72 360 н
18 А3
Fсеч = 254 мм2;
Ррасч= 91 450 н
12 АСП
Fсеч = 91,5 мм2;
Ррасч= 91 450 н
20 А3
Fсеч = 314 мм2;
Ррасч= 113 040 н
13 АСП
Fсеч = 113 мм2;
Ррасч= 113 040 н
22 А3
Fсеч = 380 мм2;
Ррасч= 136 800 н
14 АСП
Fсеч = 137 мм2;
Ррасч= 136 800 н
Fсеч –поперечное сечение арматуры, мм2
Ррасч- усилие растяжения арматуры при расчетном временном сопротивлении разрыву, н.
Неметаллическая арматура дешевле заменяемой металлической арматуры на 10-20%.
Сетки из композитной арматуры
Сетки различных нагрузочных характеристик изготавливаются из стержней композитной арматуры диаметрами от 5 до 12 мм (рис. 1).
Крепления стержней сетки производиться полимерными фиксаторами, а также с помощью отожтеной металлической вязальной проволоки аналогично вязке сеток из металлической арматуры.
Сетки, выполненные из стеклопластиковой композитной арматуры диаметром 5-12 мм, рассчитанные на нагрузки от 50 до 500кн/м (5-50 тонн/м), проведены в таблице 4.
Таблица 4.
Прочность на растяжение сетки, кН/м
Размер ячейки сетки, мм
5 АСП
6 АСП
7 АСП
8 АСП
10 АСП
12 АСП
50
200*200
100
200*200
200
150*150
200*200
300*300
300
150*150
200*200
300*300
400
150*150
200*200
500
150*150
Области применения
1. Дорожное строительство.
- Изготовление бетонных плит для покрытий внутрипостроичных, объездных временных автомобильных и прочих дорог с полной заменой металлической арматуры на композитную арматуру.
- Армирование асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Устраняет колейносить, предотвращает разрушение покрытия от образования различных трещин, обеспечивает гарантийный срок службы дороги.
Сетка 1 в основании дороги в сочетании с нетканым материалом 2 и сеткой 3 в средней части дороги.
- Укрепление откосов насыпей, берегов водоемов.
Сетка 1 укреплена на откосе буронабивных сваях 2, армированных компазитных арматурой. Конструкция залита слоем бетона 3.
2. Промышленно – гражданское строительство.
- Использование в бетонных конструкциях зданий и сооружений различного назначения работающих при систематических воздействиях температур не выше +1000С и не ниже -700С. При этом бетонные конструкции могут быть из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и поризованного бетонов, а также из напрягающего бетона.
- Использование для изготовления гибких связей в слоистой кладке кирпичных зданий.
- Ремонт поверхностей поврежденных железобетонных и кирпичных конструкций.
Полезные материалы: