ABLOY-FIRE.RU - Надежная автоматика для противопожарных дверей

Abloy
Главная
Продукция
Решения для одностворчатых дверей
Решения для двустворчатых дверей
Где купить


Новости

21.05.07 - Итоги семинара "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

10.05.07 - Первый в России семинар: "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

30.04.07 - Открыт новый сайт "Надежная автоматика для противопожарных дверей Abloy"

Применение арматуры композитной


Стеклопластиковая арматура – недостатки и преимущества

Стеклопластиковая арматура, которая появилась на строительном рынке относительно недавно, имеет как достоинства, так и недостатки, о которых обязательно должен быть осведомлен потребитель. Несмотря на заверения производителей в том, что данная продукция является полноценной заменой металлической арматуры, не во всех ситуациях ее применение можно считать обоснованным.

Каркас монолитной плиты из композитной арматуры

Что собой представляет арматура из стеклопластика

Так называемая композитная арматура – это стержень из стеклопластика, вокруг которого намотана углепластиковая нить, служащая не только для усиления конструкции такого изделия, но и для обеспечения его надежного сцепления с бетонным раствором. У арматуры данного типа есть как плюсы, так и минусы, и к ее использованию следует подходить очень взвешенно.

Элементами для фиксации углепластиковых арматурных прутков между собой служат пластиковые хомуты. Удобно, что для соединения элементов такой арматуры не требуется использование сварки, что, несомненно, является большим плюсом.

Скрепление стеклопластиковой арматуры с помощью фиксаторов и хомутов

Оценивая целесообразность использования стеклопластиковой арматуры, необходимо рассмотреть все плюсы и минусы ее применения в отдельных ситуациях. Такой подход позволит обеспечить высокую эффективность этого материала как средства укрепления строительных конструкций различного назначения.

Если не учитывать характеристики стеклопластиковой арматуры и не сопоставлять их с параметрами аналогичных изделий, изготовленных из металла, можно нанести серьезный вред будущей строительной конструкции или элементам отделки. Именно поэтому прежде чем приступать к выбору элементов для армирования конструкций из бетона, следует разобраться, в каких случаях применение тех или иных изделий является более целесообразным.

Физико-механические свойства композитной арматуры различных типов

Основные преимущества

Среди преимуществ, которыми отличается углепластиковая арматура, стоит выделить следующие.

  • Важным преимуществом стеклопластиковой арматуры является ее 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.
  • 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, для чего можно использовать багажник любого легкового автомобиля, 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.
  • 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.

Главные достоинства композитной арматуры

Имеются у стеклопластиковой арматуры и недостатки, о которых также следует знать ее потенциальным потребителям.

Главные недостатки

Недостатки стеклопластиковой арматуры связаны со следующими ее характеристиками.

  • К минусам стеклопластиковой арматуры относится, в частности, то, что она не выдерживает воздействия высоких температур. В то же время сложно представить ситуацию, когда арматурный каркас, находящийся внутри бетона, может быть нагрет до температуры 200 градусов.
  • Достаточно высокая стоимость – это условный недостаток, если учитывать тот факт, что для армирования бетонных конструкций можно использовать стеклопластиковую арматуру меньшего диаметра в сравнении с изделиями из металла.
  • Арматура из углепластика плохо гнется. Этот недостаток ограничивает ее использование при создании укрепляющих каркасов для бетонных конструкций. Между тем выполнить гнутые участки арматурного каркаса можно и из стальных элементов, а затем нарастить их при помощи стеклопластиковых прутков.
  • Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо выдерживает нагрузки на излом, что очень критично для бетонных конструкций. Соответственно, их усиливающий каркас должен успешно выдерживать такие нагрузки, чем не может похвастаться арматура, выполненная из композитных материалов.
  • В отличие от металлического арматурного каркаса, стеклопластиковые изделия обладают меньшей жесткостью. Из-за этого недостатка они плохо переносят вибрационные нагрузки, возникающие при их заливке с помощью автомобильного миксера. При использовании такой техники арматурный каркас подвергается значительным механическим нагрузкам, которые могут вызвать его поломку и нарушение пространственного положения его элементов, поэтому к жесткости подобных бетонных конструкций предъявляются достаточно высокие требования.

Разрыв арматуры в следствии недостаточного связующего в структуре стержня

Рассматривая преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры, сложно сказать, насколько она лучше или хуже изготовленной из металла. В любом случае к выбору этого материала следует подходить очень обоснованно, используя его для решения тех задач, для которых он действительно предназначен.

Сферы применения стеклопластиковой арматуры

Арматура, изготовленная из композитных материалов, правила укладки которой несложно изучить по соответствующим видео, используется и в капитальном, и в частном строительстве. Поскольку капитальное строительство осуществляется силами квалифицированных специалистов, которые хорошо знакомы с нюансами и недостатками применения тех или иных строительных материалов, остановимся на особенностях использования такого материала при возведении частных малоэтажных строений.

Сферы использования композитной арматуры

  • Арматура, изготовленная из композитных материалов, успешно используется для укрепления фундаментных конструкций следующих типов: ленточных, высота которых больше, чем глубина промерзания почвы, и плитных. Применение арматуры из углепластика для укрепления фундаментов целесообразно лишь в тех случаях, когда строение возводится на хорошем грунте, где бетонные основания не будут подвергаться нагрузкам на излом, которые стеклопластиковые элементы могут просто не выдержать.
  • При помощи стеклопластиковой арматуры укрепляют стены, кладка которых выполняется из кирпича, газосиликатных и других блоков. Следует отметить, что в качестве связующего элемента стен композитная арматура очень популярна среди частных застройщиков, которые используют ее не только для укрепления кладки несущих конструкций, но и для обеспечения их связки с облицовочными перегородками.
  • Этот материал активно используется и для связки элементов многослойных панелей. Структура последних включает в себя слой утеплителя и бетонные элементы, которые и связываются между собой при помощи стеклопластиковой арматуры.
  • Благодаря тому, что арматура рассматриваемого типа лишена такого недостатка, как подверженность коррозии, ее часто используют для укрепления различных гидротехнических сооружений (к примеру, плотин и бассейнов).
  • В тех случаях, когда необходимо эффективно увеличить жесткость клееных деревянных балок, их также укрепляют при помощи стеклопластиковой арматуры.
  • Используется этот материал и в дорожном строительстве: с его помощью укрепляют слой асфальтового полотна, который подвергается повышенным нагрузкам в процессе своей эксплуатации.
Резюмируя все вышесказанное, следует отметить, что применять стеклопластиковую арматуру можно достаточно эффективно, если учитывать ее недостатки и связанные с ними ограничения, которые оговариваются производителем.

Способна ли арматура из стеклопластика заменить аналоги из металла

Несмотря на то, что арматура, изготовленная из композитных материалов, является достаточно новым материалом на строительном рынке, уже можно найти множество рекомендаций (и даже видео) по ее применению. Учитывая данные рекомендации, можно сделать вывод о том, что применять стеклопластиковую арматуру лучше всего для укрепления стен, возводимых из кирпича и строительных блоков, а также для связи несущих стен с межкомнатными перегородками.

Усиление стен из газосиликатных блоков 4-миллиметровой композитной арматурой

Преимуществами использования такой арматуры является то, что она не подвержена коррозии, а также что она не создает мостиков холода, как это происходит с армирующими прутками из металла. Использование такой арматуры для укрепления фундаментных конструкций обосновано в тех случаях, когда возводится не слишком тяжелая постройка и строительство осуществляется на грунте, отличающемся высокой устойчивостью.

В любом случае успешность использования этого нового строительного материала пока не подтверждена длительной практикой, поэтому, применяя его, любой застройщик действует на свой страх и риск. Специалисты, имеющие большой опыт в строительстве, рекомендуют для конструкций, к которым предъявляются высокие требования по надежности, устойчивости и долговечности, использовать все же армирующие каркасы, изготовленные из традиционных металлических элементов.

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

виды, характеристики, плюсы и минусы, область применение в строительстве.

Сравнительно недавно металлическая арматура была не просто самой распространенной – она была единственным в своем роде материалом. Неудивительно, что все армирование бетона выполнялось с её помощью. Но сегодня рынок насыщен многочисленными аналогами, большинство из которых превосходит металлические пруты по ряду параметров. Одним из них является арматура композитная, так же известная как пластиковая. Рассмотрим подробно, что она собой представляет.

Что такое композитная арматура?

Внешне она похожа на классические металлические пруты, но основным материалом при её изготовлении являются волокна из углерода, базальта, стекла или арамида. Они скрепляются воедино специальными термопластичными или термореактивными полимерами, придающими им высокую прочность и долговечность.

Неметаллическая арматура может иметь на поверхности специальные ребра, что повышает качество сцепления с бетоном при армировании. В некоторых случаях поверхность просто густо посыпается песком. Прилипая к ещё не застывшему полимеру, он также улучшает сцепление, но благодаря простоте изготовления стоимость материала значительно ниже.

Кроме того, в продаже имеется гладкая пластиковая арматура. Она имеет сравнительно невысокую цену, но малое сцепление существенно ограничивает сферу применения. Её не используют в качестве основной рабочей арматуры – только как вспомогательную. При армировании крупных массивов бетона (фундамент, толстые стены) пруты не укладываются на основание, а собираются в каркас. Основные пруты, которые будут улучшать качества бетона, имеют ребра. А гладкие применяется именно для сборки каркаса – на них приходится минимальная нагрузка. Поэтому возможно использование более простого материала для снижения затрат на строительство.

Где она применяется?

Применение композитной арматуры стремительно набирает популярность. Она используется при возведении различных объектов:

  • малоэтажные здания;
  • монолитное строительство с легкими и тяжелыми бетонами;
  • дорожные полотна, основание железных дорог;
  • железобетонные плиты перекрытия;
  • мосты;
  • путепроводы.

Кроме того, высокое качество продукции приводит к тому, что арматура из пластика часто применяется при изготовлении бетонных изделий, как с предварительным напряжением, так и без него. Опоры для линий электропередач, осветительные опоры, поребрики, заборные плиты, шпалы для железных дорог – это далеко не полный список железобетонной продукции, при изготовлении которое используется арматура неметаллическая композитная.

Виды арматуры

Теперь расскажем поподробнее из каких материалов изготавливается неметаллическая композитная арматура. Наиболее распространенными на сегодняшний день являются следующие разновидности:

  • АСП или стеклопластиковая. Изготавливается из стекловолокна, пропитанного термореактивной смолой, выполняющей функцию связующего материала. Главным достоинством является малый вес и высокая прочность;
  • АУП или углепластиковая. Основным материалом при их изготовлении выступают углеводородные волокна. Обладая высокой прочностью, эта она имеет определенные недостатки. Главным из них является высокая цена. Именно из-за неё она не получила широкого распространения;
  • АБП или базальтопластиковая. Создается из базальтового волокна и органических смол. Имеет меньшую прочность, чем стеклопластиковая, зато может применяться в агрессивных средах – солях, газах, щелочах и кислотах, что делает её весьма востребованным строительным материалом;
  • АКК или комбинированная. Как понятно из названия, эта пластиковая арматура изготавливается из волокон разного типа – а конкретно из базальтопластиковых и стеклопластиковых. Является компромиссом между чистыми видами, частично сохраняя их достоинства.

Разумеется, все рассмотренные материалы в полной мере подходят под ГОСТ 31938-2012, регулирующий все характеристики нового материала. Благодаря такому многообразию использование композитной арматуры становится всё более широким. Для возведения любого объекта может быть подобран вариант, подходящий по стоимости, прочности и другим характеристикам.

Также в некоторых случаях можно увидеть пруты разного цвета. Некоторые продавцы утверждают, что цвет влияет на прочность, химическую стойкость и другие параметры. На самом деле это не более, чем рекламный ход. Красящий пигмент никак не влияет на важные технические характеристики материала – не улучшает и не ухудшает его. Главное назначение – придание внешнего вида (опять же рекламный ход, заставляющий потенциального покупателя обратить внимание на конкретную продукцию) и упрощение визуального распознавания прутов разной толщины.

Композитная арматура какого диаметра существует?

Как в случае с металлической, диаметр композитной арматуры может быть различным. Наиболее востребованы материалы диаметром от 4 до 32 миллиметров – они полностью удовлетворяют требованиям строителей как при заливке фундамента для бани или гаража, так и при строительстве многоэтажного монолитного дома.

Однако некоторые покупатели, не слишком хорошо разбирающиеся в торговле, удивляются, что при собственноручном замере диаметр не соответствует тому, что был заявлен в магазине. Здесь нет ничего удивительного. Во-первых, погрешность в несколько всегда может иметь место – даже при замере одного прута в разных точках. Но это практически не влияет на прочность материала, поэтому ГОСТ предусматривает такие перепады. Во-вторых, изучая характеристики композитной арматуры, вы читаете про номинальный диаметр. Также существует внешний (при проведении замеров по выступающим ребрам) и внутренний (при замере по самому стержню). Номинальный же, который присваивается материалу, является средним арифметическим между внешним и внутренним.

Также при строительстве нередко используют сетку из композитной арматуры. Тонкие волокна и высокая гибкость значительно упрощают процесс выравнивая потолков и стен (если накладываемый слой штукатурки имеет толщину 1.5-2.5 сантиметра и более), а также прекрасно подходят для армирования бетонной стяжки.

Когда с этим разобрались, будет полезно рассказать о плюсах и минусах композитной арматуры, чтобы каждый потенциальный покупатель решил – подходит ему этот материал или же лучше поискать другой.

Основные достоинства

Для начала расскажем про преимущества композитной арматуры, позволившие ей стать настолько популярным строительным материалом:

  1. Высокая прочность – по некоторым данным строительная полимерная арматура из стеклопластика в 10 раз прочнее, чем такая же по диаметру металлическая.
  2. Экологическая чистота. Материал не вредит окружающей среде, не выделяет даже при длительной эксплуатации и контакте с открытым огнем токсичные вещества.
  3. Низкий коэффициент теплопроводности снижает теплопотери здания.
  4. Устойчивость перед коррозией – даже если при работе материал напрямую контактирует с водой, газом или агрессивной средой, он способен прослужить многие годы, не снижая изначальных эксплуатационных характеристик.

Кроме прекрасных строительных свойств использование композитной арматуры в строительстве оправдано по причине удобства рабочих. Она обладает большей гибкостью, чем металлическая, но при этом, как уже говорилось, имеет высокую прочность. Благодаря таким качествам создание каркаса становится значительно более легким и простым. Для обеспечения высокой надежности угловых соединений теперь не обязательно использовать специальные станки, чтобы сгибать арматуру.

Также в положительные свойства композитной арматуры можно вписать коэффициент температурного расширения близкий с бетоном. Если армированный бетон нагревается или охлаждается, то он не разрушается, так как пластиковая арматура расширяется и сужается вместе с ним.

Имеет ли материал недостатки?

Каждый строительный материал имеет определенные недостатки. Поэтому знать про минусы композитной арматуры не менее важно, чем про достоинства. Перечислим основные из них:

  1. Малая упругость. Как показывают испытания, пластиковая арматура имеет упругость примерно в 4 раза ниже, чем у такой же по диаметру металлической. Поэтому при армировании крупных объемов бетона нужно использовать в 4 раза больше арматуры, что весьма не дешево.
  2. Опасность резки. Если металлический прут можно разрезать или распилить без лишних проблем, то когда распиливается неметаллическая арматура в воздух попадает большое количество микроскопических частиц стекловолокна. При попадании в дыхательные пути или глаза они могут стать причиной множественных микротравм.
  3. Низкая пластичность. Материал практически лишен пластичности. Поэтому, чтобы согнуть прут, необходимо нагреть его до нужной температуры. Очень важно не превысить отметку в 300 градусов по Цельсию – это приведет к потере несущих свойств.

Как видите, пластиковая арматура имеет как важные преимущества, так и серьезные недостатки. Серьёзно подумайте, прежде чем окончательно определиться с выбором подходящей арматуры для строительства.

Теперь вы знаете, что такое композитная арматура, а также разбираетесь в её плюсах и минусах. Это позволит легко сделать правильный выбор, о котором не придется сожалеть впоследствии. К тому же, разбираясь в основных свойствах материала, можно легко решить, в каких случаях он станет лучшим выбором, а когда желательно отдать предпочтение другим аналогам.

технические характеристики, свойства, плюсы и минусы, область применения

Разработанная еще в середине прошлого века в СССР, стеклопластиковая арматура (сокращенно АСП или СПА) начала масштабно использоваться сравнительно недавно. Популярность стеклотекстолитовые изделия приобрели благодаря снижению стоимости их производства. Малый вес, высокая прочность, широкие возможности применения и легкость монтажа сделали арматуру СПА хорошей альтернативой стальным пруткам. Материал прекрасно подходит для малоэтажного строительства, сооружения береговых укреплений, несущих конструкций искусственных водоемов, элементов мостов, ЛЭП.

Что такое стеклопластиковая арматура?

Стеклопластиковая композитная арматура (АКС) представляет собой стержень, произведенный из стеклянного сплеточного нитевидного волокна (ровинга) прямого или скрученного, скрепленного особым составом. Обычно это синтетические эпоксидные смолы. Другой вид представляет собой стекловолоконный стержень с намоткой из углепластиковой нити. После намотки такие стекловолоконные заготовки подвергают полимеризации, превращая их в монолитный стержень. Стекловолоконная арматура имеет диаметр от 4 до 32 мм, толщиной от 4 до 8 мм упаковывается в бухты. Бухта содержит 100-150 метров арматуры. Также возможна нарезка в заводских условиях, когда размеры предоставляет заказчика. От технологии производства и связующего зависят прочностные характеристики стержня.

Варианты упаковки и транспортировки АСП.

Изготавливают материал методом протягивания. Стекловолокно, намотанное на бобинах, разматывают, пропитывают смолами и отвердителями. После этого пропускают заготовку через фильеры. Их назначение – отжим лишней смолы. Там же будущая арматура уплотняется и приобретает характерную форму с цилиндрическим сечением и заданным радиусом.

После этого еще на не отвердевшую заготовку наматывают по спирали жгут. Он необходим для лучшего сцепления с бетоном. Затем материал запекается в печи, где происходит процесс отвердения и полимеризации связующего. Из печи прутья направляется на механизм, где происходит ее протяжка. На современных заводах для полимеризации используются трубчатые печи. В них же удаляются летучие вещества. Готовую продукцию наматывают в бухты либо нарезают прутки необходимой длины (по предварительному заказу клиента). После продукция отправляется на склад. Также клиент может заказать арматуру с заданным углом изгиба.

Назначение и область применения

Стеклопластиковая арматура используется в различных отраслях промышленного и частного строительства, для обычного и предварительно напряженного армирования строительных конструкций и элементов, эксплуатация которых, проходит в средах с различной степенью агрессивного воздействия. Самые известные примеры использования.

  1. Армирование блочных, кирпичных стен и стен из газосиликатных блоков. Стеклопластиковая арматура показала весьма неплохие результаты при армировании данных конструкций. Основные плюсы: экономия средств и облегчение конструкций.
  2. В качестве связующего бетонных элементов, между которыми располагается утеплитель. СПА позволяет улучшить сцепление бетонных элементов.
  3. Для укрепления несущих элементов конструкций, которые подвержены воздействию факторов, вызывающих коррозию (искусственные водоемы, мосты, укрепительные сооружения береговых линий пресных и соленых естественных водоемов). В отличие от металлических прутьев, стекловолоконные не подвержены коррозии.
  4. Для армирования конструкций из клееной древесины. Использование арматуры из СПА позволяет в разы повысить прочность балок из клееного дерева и повысить жесткость конструкции.
  5. Возможно применение в строительстве ленточных заглубленных фундаментов для малоэтажных зданий, если они располагаются на твердых, неподвижных грунтах. Заглубление выполняется ниже уровня промерзания почвы.
  6. Для повышения жесткости полов в жилых домах и промышленных комплексах.
  7. Для повышения прочности и долговечности дорожек и дорожного покрытия.

Область применения стеклопластиковой арматуры.

Свойства арматуры из стеклопластика

Чтобы понять плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, необходимо знать ее свойства. Описание преимущества стеклопластиковой арматуры приведены ниже.

  1. По коррозионной стойкости прутья из стекловолокна почти в 10 раз превышают традиционные металлические. Изделия из стеклокомпозита практически не вступают в реакции с щелочами, соляными растворами и кислотами.
  2. Коэффициент теплопроводности 0,35 Вт/м С против 46 Вт/м С у стальных прутков, что исключает появление мостиков холода, и заметно снижает теплопотери.
  3. Соединение прутов из стеклокомпозита производится пластиковыми хомутами, вязальной проволокой и соответствующими фиксаторами без сварочного аппарата.
  4. Стеклопластиковая арматура – отличный диэлектрик. Это свойство используется еще с середины прошлого века при строительстве элементов ЛЭП, железнодорожных мостов и прочих конструкций, где электропроводящие свойства стали негативно влияют на работу приборов и целостность конструкции.
  5. Вес 1 метра стеклокомпозитной качественной арматуры в 4 раза меньше метрового стального прута равного диаметра при равной прочности на растяжение. Это позволяет в 7-9 раз уменьшить вес сооружения.
  6. Меньшая по сравнению с аналогами стоимость.
  7. Возможность бесшовной укладки.
  8. Величина коэффициента теплового расширения близка к коэффициенту теплового расширения бетона, что практические исключает возникновение трещин при перепадах температур.
  9. Широкий диапазон температур, при котором можно применять материал: от – 60 С до +90 С.
  10. Заявленный срок службы – 50-80 лет.

Арматура из стеклопластика в ряде случаев может успешно заменить стальную, но она имеет ряд недостатков, которые необходимо учитывать еще на стадии проектирования. Главные недостатки стеклопластиковой арматуры.

  • Низкая термостойкость. Связующее возгорается при температуре 200 С, что не существенно в частном доме, но недопустимо в промышленных объектах, где к конструкциям предъявляют повышенные требования огнеупорности.
  • Модуль упругости всего 56 000 МПА (для стальной арматурной проволоки порядка 200 000 МПа).
  • Невозможность самостоятельно согнуть прут под нужным углом. Изогнутые прутья изготавливают на заводе по индивидуальному заказу.
  • Прочность текстолитовых изделий со временем снижается.
  • Арматура стеклопластиковая обладает низкой прочностью на излом, которая со временем только усугубляется.
  • Невозможность создания твердого, жесткого каркаса.

Разновидности арматуры

Использование в строительстве стеклопластиковой арматуры требует ознакомления с видами данного материала. По назначению, материал делится на изделия:

  • для монтажных работ;
  • рабочую;
  • распределительную;
  • для армирования конструктивных элементов из бетона.

По способу применения АСП подразделяется на:

  • нарезанные прутки;
  • армирующие сетки;
  • арматурные каркасы.

По форме профиля:

  • гладкая;
  • рифленая.

Форма профиля стеклопластиковой арматуры.

Сравнительные характеристики СПА и стальной арматуры

Для того чтобы выбрать стекловолоконную арматуру либо стальную, необходимо наглядно сравнить два вида. Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры приведены в таблице.

МатериалСПАСталь
Прочность на разрыв, МПа480-1600480 -690
Относительное удлинение, %2,225
Модуль упругости, МПа56 000200 000
Коррозионная стойкостьНеподвержен коррозииВ зависимость от сорта стали подвержен коррозии в большей или меньшей степени
Коэффициент теплопроводности Вт/м С0,3546
Коэффициент теплового расширения в продольном направлении, х10 -6/С6-1011,7
Коэффициент теплового расширения в поперечном направлении, х10-6/С21-2311,7
ЭлектропроводностьДиэлектрикПроводник
Прочность на изломНизкаяВысокая
Оптимальный температурный диапазонот -60 С до +90 СНижний предел от -196 С до -40 С; верхний предел от 350 С до 750 С
Срок службы, летдо 5080-100
Способ соединенияхомуты, фиксаторы, вязальная проволокавязальная проволока, сварка
Возможность изгиба прутьев в условиях стройкинетесть
Радиопрозрачностьданет
ЭкологичностьМалотоксичный материал, класс безопасности 4Нетоксичен

Особенности монтажа СПА

Свойства и технические характеристики СПА, делают материал практически идеальным для строительства дома своими руками. Для того, чтобы дом был прочным и прослужил нескольким поколениям семьи, важно грамотно выполнить монтаж стеклопластиковой арматуры, учитывая ее недостатки.

Горизонтальное армирование фундамента

Укладка СПА для армирования фундамента выполняется после установки опалубки и подготовки площади. После этого укладывают продольный слой прутьев. Для этого берут прутки диаметром 8 мм. На него укладывают поперечный. Для этого берут 6-ти миллиметровую СПА. Эти слои образуют сетку. Узлы соединения фиксируются затяжными хомутами либо вязальной проволокой, диаметр которой 1 мм, в 2 пояса. Соединения выполняют с помощью крючка для вязки арматуры, который можно купить либо изготовить самостоятельно используя толстую проволоку. Для больших объемов работ рекомендуется пользоваться аппаратом для вязки с электроприводом.

Края сетки из прутков должны быть в 5 см от опалубки. Добиться необходимого расположения можно посредством фиксаторов либо обычных кирпичей. Когда сетка готова и расположена правильно, заливают бетонную смесь. Здесь необходимо соблюдать осторожность. Арматура для фундамента АСП не обладает такой твердостью, как стальная. При неосторожной заливке, она может прогнуться или сместиться с заданного положения. Если прутки сместятся, исправить ситуацию после заливки будет крайне сложно.

Для получения прочного фундамента без пустот, залитую бетонную смесь утрамбовывают строительным вибратором.

Как избежать проблем?

Основные проблемы, которые связаны с использованием прутков из волокон стекла, заключатся в некачественном/бракованном материале и неграмотном инженерном расчете конструкции. Проблемы могут возникнуть в строительстве дома, если не учтены характеристики используемой стеклопластиковой арматуры.

Избежать проблем во время и после строительства помогут точные расчеты, аккуратность выполнения работ, строгое соблюдение рекомендаций производителя по выбору и монтажу материала.

Проверить качество товара до приобретения возможно лишь визуально. Для этого следует обращать внимание на следующие моменты.

  • Производитель. Если товар приобретается не на заводе, необходимо запросить документацию на товар, подтверждающий его качество и заводской (не кустарный) вид производства.
  • Цвет. Однородный по всему прутку цвет говорит о качестве. Неравномерно окрашенное изделие означает, что была нарушена технология производства.
    • Коричневый цвет указывает на выгорание вещества.
    • Зеленый – о недостаточной термообработке.
  • Поверхность стержня должна быть без сколов, выемок, раковин и прочих дефектов, спиральная навивка – ровной, непрерывной, с постоянным шагом.
  • Несмотря на желание сэкономить, нужно помнить, что качественную стеклопластиковую арматуру не продают дешево. Слишком низкая стоимость говорит о малой прочности и недолговечности.

Применение стеклопластиковой арматуры в ряде случаев целесообразно вместо металлической арматуры. Иногда допустимо комбинировать металлические и стеклопластиковые прутки при сооружении одной конструкции. Чтобы впоследствии не сожалеть об использовании АКС, следует тщательно проводить расчеты будущих построек на стадии проектирования. Подбирают композитную арматуру аналогично стальной, учитывая ключевые параметры: прочность на изгиб, показатель прочности на разрыв и пр.

Возможность использования стекловолоконных прутков оценивается исходя из подвижности и типа грунта, требований пожарной безопасности, продольных и поперечных нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию. Например, на болотистых и подвижных почвах для армирования применяют металлическую арматуру. Стеклопластиковую арматуру просто сломают подвижки грунта ввиду ее малой прочности на излом.

Композитная арматура - применение в строительстве, характеристики и сравнение

Изобретение композитной арматуры знатоки строительного дела относят к 60-м годам прошлого столетия. В этот период в США и в Советском Союзе были начаты активные исследования ее свойств.

Однако, несмотря на достаточно солидный возраст, данный материал до сих пор не знаком большинству застройщиков. Восполнить пробел знаний о стеклопластиковой арматуре, ее свойствах, достоинствах и недостатках вам поможет эта статья.

Попутно отметим, что материал этот весьма спорный. Производители хвалят его на все лады, а строители-практики относятся с недоверием. Простые граждане смотрят на тех и на других, не зная кому верить.

Что такое композитная арматура, как она производится и где применяется?

Коротко структуру композитной арматуры можно охарактеризовать как «волокно в пластике». Ее основа – стойкие к разрыву нити из углерода, стекла или базальта. Жесткость композитному стержню придает эпоксидная смола, обволакивающая волокна.

Для лучшего сцепления с бетоном на прутья наматывается тонкий шнур. Он сделан из того же самого материала, что и основной стержень. Шнур создает винтовой рельеф, как у стальной. Твердение эпоксидной смолы происходит в сушильной камере. На выходе из нее композитную арматуру немного вытягивают и нарезают. Некоторые производители до момента твердения полимера обсыпают пластиковые стержни песком для улучшения сцепления с бетоном гладких участков.

Область применения стеклопластиковой арматуры нельзя назвать очень широкой. Ее используют в качестве гибких связей между облицовкой фасада и несущей стеной, а также укладывают в дорожные плиты и опалубку резервуаров. В каркасах, усиливающих ленточные фундаменты и бетонные полы, пластиковую арматуру применяют не так часто.

Ставить композитные стержни в плиты перекрытия, перемычки и другие конструкции, работающие на растяжение, не рекомендуется. Причина – повышенная гибкость данного материала.

Физические свойства композитной арматуры

Модуль упругости у полимерного композита существенно ниже, чем у стали (от 60 до 130 против 200 ГПа). Это значит, что там, где металл вступает в работу, предохраняя бетон от образования трещин, пластик еще продолжает сгибаться. Прочность на разрыв у стеклопластикового стержня в 2,5 раза выше, чем у стального.

Основные прочностные параметры композитной арматуры содержатся в таблице №4 ГОСТ 31938-2012

Здесь мы видим основные классы композитного материала: АСК (стеклопластиковая композитная), АБК (базальтовое волокно), АУК (углеродная), ААК (арамидокомпозитная) и АКК (комбинированная – стекло + базальт).

Наименее прочная, но самая дешевая — арматура из стекловолокна и базальтовый композит. Самый надежный и вместе с тем самый дорогой материал делают на основе углеродного волокна (АУК).

К прочностным свойствам материала мы еще вернемся, когда будем сравнивать его с металлом.

А пока рассмотрим другие характеристики данного материала:

  • К положительным качествам композита относится его химическая инертность. Он не боится коррозии и воздействия агрессивных веществ (щелочной среды бетона, морской воды, дорожных химреагентов и кислот).
  • Вес пластиковой арматуры в 3-4 раза меньше, чем стальной. Это дает экономию при транспортировке.
  • Низкая теплопроводность материала улучшает энергосберегающие характеристики конструкции (нет мостиков холода).
  • Композитная арматура не проводит электричества. В конструкциях, где она используется, не возникает коротких замыканий электропроводки и блуждающих токов.
  • Композитный пластик магнитноинертен и радиопрозрачен. Это позволяет использовать его в строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.

Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стройке не согнешь

Недостатки композитной арматуры:

  • Невозможность гибки с малым радиусом в условиях стройки. Гнутый стержень нужно заранее заказывать у производителя.
  • Невозможность сваривать каркас (минус относительный, поскольку даже для стальной арматуры лучший способ соединения – вязка, а не сварка).
  • Низкая термостойкость. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается. Стекловолокно не боится высокой температуры, но связующий ее пластик теряет прочность при нагреве выше +200 С.
  • Старение. Общий минус всех полимеров. Неметаллическая арматура не исключение. Ее производители завышают срок эксплуатации до 80-100 лет.

Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволокой – единственный возможный метод сборки каркаса

Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая?

Один из главных аргументов, приводимых в пользу стеклопластиковой при сравнении с металлической арматурой, – более низкая цена. Однако, заглянув в ценники металлобаз, вы увидите, что это не так. Стоимость металла в среднем на 20-25% ниже композита.

Причина путаницы состоит в том, что продавцы пластика берут в расчет так называемый «эквивалент» диаметра. Логика здесь такая: неметаллическая арматура на разрыв прочнее строительной стали. Поэтому полимерный стержень меньшего диаметра выдержит такую же нагрузку, как и более толстая стальная арматура. На основании  этого делается вывод: для армирования конструкции пластика нужно меньше, чем металла. Отсюда и появляется более «низкая» цена.

Для аргументированного сравнения композита с металлом необходим нормативный документ. Сегодня такое руководство уже имеется. Это приложение «Л» к приказу Минстроя России № 493/пр от 08.07. 2016 г.

В пункте Л.2.3. малопонятном для рядовых застройщиков, но весьма интересном для профессионалов содержатся два понижающих коэффициента для всех видов композитной арматуры.

Для примера рассмотрим самую распространенную стеклопластиковую (АСК):

  • При действии продолжительной нагрузки предел ее прочности на растяжение должен умножаться на 0,3. То есть, вместо 800 МПа мы получаем 240 МПа (800х0,3=240).
  • Если конструкция работает на открытом воздухе, то полученный результат нужно умножить еще на 0,7 (240 МПа х 0,7 = 168 МПа).

Таблица с понижающим коэффициентом для композитной арматуры

Таблица с коэффициентами, учитывающими условия эксплуатации

Далее, как требует норматив, полученные 168 МПа нужно разделить на коэффициент надежности (запас прочности), равный 1,5. В итоге мы получим 112 МПа.

Теперь можно корректно сравнивать прочность пластиковой арматуры с металлической. Для примера возьмем строительную сталь марки А500. У нее предельное сопротивление растяжению с учетом запаса прочности составляет 378 МПа. У стеклопластикового композита мы получили всего 112 МПа.

Наше маленькое исследование наглядно иллюстрирует таблица реальной, а не теоретической равнопрочной замены стальной арматуры на композитную. Ей можно пользоваться при выборе и покупке.

Просмотрев данную таблицу, нетрудно заметить, что пластика для равноценной замены металла требуется не меньше, а больше металла. Только самый дорогой углеродоволоконный материал (АУК) превосходит сталь равного с ним диаметра.

Сортамент и цена композитной арматуры

Самая востребованная на стройке – арматура из стеклопластикового композита. Ее сортамент и средние цены мы свели в одну таблицу.

О том, сколько весит пластиковая арматура разных диаметров вы можете получить информацию из таблицы ниже.

Продают материал в бухтах по 200, 100 и 50 метров и в виде стержней любой длины.

Выводы и рекомендации

Принимая во внимание ценовой фактор (равнопрочный со сталью композит обойдется дороже) мы не можем рекомендовать композитную арматуру для повсеместного применения в частном строительстве.

Для армирования ригелей, плит перекрытия, несущих балок, колонн и диафрагм жесткости специалисты настойчиво советуют не ставить ее. Как конструктивную такую арматуру использовать можно. Для армирования плитных фундаментов она может использоваться.

Плитный фундамент с каркасом из стеклопластиковой арматуры

Для усиления свайных ростверков и ленточных фундаментов лучше купить стальные прутья.

15 способов применения стеклопластиковой арматуры в строительстве

В данной статье разберем и подробно опишем 15 способов как и где наиболее часто применяют стеклопластиковую композитную арматуру.

1. Фундаментные плиты

Технология армирования фундаментных плит при малоэтажном сторительстве не выше трех этажей с применением стеклопластиковой композитной арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Правильная замена на стеклопластиковую арматуру гарантированно приводит к существенной экономии денежных средств, т.к. стеклопластиковая арматура дешевле металлической. Принцип армирования фундаментых плит стеклопластиковой арматурой не отличается от армирования металлической арматурой, но приводит к существенной экономии времени на монтаже.

При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости уменьшать шаг армирования.

При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.

Вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется вязальной проволокой, резка стеклопластиковой арматуры осуществляется шлифовальной машинкой - "болгаркой".

2. Ленточные фундаменты

Армирование ленточного фундамента с применением стеклопластиковой арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Таблица равноправной замены металлической арматуры на композитную стеклопластиковую арматуру

Металлическая класса А-III (A400C) Арматура композитная полимерная стеклопластиковая ОЗКМ (АКС)
6 А-III 4 АКС
8 А-III 5,5 АКС
10 А-III 6 АКС
12 А-III 8 АКС
14 А-III 10 АКС
16 А-III 12 АКС
18 А-III 14 АКС
20 А-III 16 АКС

Правильная равнопрочная замена металлической арматуры на стеклопластиковую позволит Вам получить экономическую выгоду до 45% (экономия в 2 раза).

При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости увеличивать количество слоев армирования и количества хлыстов в одном слое.

При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.

Вязка стеклопластиковой арматуры так же осуществляется вязальной проволокой, резка стеклопластиковой арматуры осуществляется "болгаркой".

3. Армирование промышленных бетонных полов

Армирование промышленных бетонных полов с применением стеклопластиковой композитной арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.

Правильная замена на стеклопластиковую арматуру при армировании промышленных бетонных полов так же приводит к существенной экономии денежных средств, т.к. стеклопластиковая арматура дешевле металлической.

Принцып армирования стеклопластиковой арматурой не отличается от армирования металлической арматурой, но приводит к существенной экономии времени на монтаже.

При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости уменьшать шаг армирования.

При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.

Вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется вязальной проволокой, резка стеклопластиковой арматуры осуществляется шлифовальной машинкой - "болгаркой".

4. Отмостки вокруг зданий

Отмостка - это полоса шириной от 0,6м до 1,2 м, которая примыкает к фундаменту или цоколю здания с уклоном.

Уклон отмостки должен быть не менее 1% (1 см на 1 м) и не более 10 % (10 см на 1м).

Отмостку вокруг здания рекомендуется возводить с использованием стеклопластиковой арматуры, так как главная задача отмостки — это отвод поверхностных дождевых и талых вод от стен и фундамента дома. Отмостка с применением стеклопластиковой арматуры прослужит в несколько раз дольше, так как у стеклопластиковой арматуры высокие антикоррозийные свойства, что препятствует возникновению трещин в бетоне.

5. Армопояс (сейсмопояс) между этажами кирпичных или блочных зданий

  

Применение стеклопластиковой композитной арматуры при армировании армопояса (сейсмопояса) между этажами кирпичных или блочных зданий за счет высоких прочностных характеристик повышает пространственную жесткость здания и защищает фундамент и стены от трещин, вызванных неравномерной осадкой и морозным пучением грунта.

6. Связующее для кирпичной кладки

Для увеличения прочности кирпичной кладки и соблюдении одинаковой толщины швов необходимо воспользоваться прутами из стеклопластиковой арматуры диаметрами Ф4 и Ф6, вместо металлической сетки.

Толщина диаметра арматуры зависит от толщины шва в кирпичной кладке.

Замена металлической кладочной сетки на пруты из стеклопластика позволит снизить затраты на армирующий материал более чем в 5 раз.

Так же применение стеклопластиковых прутов в кирпичной кладке позволит существенно сократить потери тепла, так как стеклопластиковая арматура плохо проводит тепло, в несколько раз хуже, чем металл.

7. Связующее для кладки стен из блоков/кирпича, для монолитных стен

Для увеличения прочности при кладки стен из блоков/кирпича, для монолитных стен и регулировании толщины швов рекомендуется использовать пруты из стеклопластика диаметрами Ф4, Ф6 и Ф8 вместо металлической сетки. Толщина диаметра арматуры зависит от толщины шва при кладке.
Замена металлической кладочной сетки на пруты из стеклопластика позволит снизить затраты на армирующий материал более чем в 5 раз.

Так же применение стеклопластиковых прутов позволит существенно сократить потери тепла, так как стеклопластиковая арматура плохо проводит тепло, в несколько раз хуже, чем металл.

8. Комбинирование с металлом в плитах перекрытий

Плиту перекрытия армируют в два слоя. Нагрузка на плиту перекрытия идет с верхней части вниз и распределяется относительно всей площади покрытия. Соответственно, основная рабочая арматура находиться в нижнем слое и испытывает большие нагрузки на растяжение. Верхний слой, в основном, получает нагрузки на сжатие.

В данном случае стеклопластиковую арматуру применяют комбинированно с металлической. Верхний слой необходимо выполнить из стеклопластиковой арматуры, нижний - из металлической.

В самой сетке стеклопластиковая композитная арматура должна иметь цельный вид без наличия разрывов. Если происходит армирование перекрытия с помощью стеклопластиковой арматуры Ф10, то необходимо выполнить нахлест в 400 мм. Все стыки арматуры следует располагать в шахматном порядке.

9. Гибкие связи

Гибкая связь используется для соединения внутренней стены через утеплитель (и воздушный слой) с облицовочной стеной в единое целое в системе трехслойных стен.

Композитные гибкие связи производство ООО "ОЗКМ" - это стержни, изготовленные из стеклопластика длиной от 200 до 600 мм с периодической рельефной поверхностью либо стержни с круглым сечением (зависит от проектного решения). Благодаря этому гибкие связи "ОЗКМ" обладают высокой адгезией с бетоном и дополнительной защитой от агрессивного воздействия щелочной среды бетона.

Гибкие связи применяются:

  • для кирпичной кладки (Ф 6 мм),
  • для утепления монолитных зданий (Ф 6 мм),
  • для блоков (Ф 4 мм),
  • для панельного домостроения (Ф 6 мм).

Нашем сайте вы можете подробнее узнать о композитных гибких связях и заказать их.

10. Ленточные фундаменты под заборы

Ленточные фундаменты предусматриваются для следующих типов ограждений: забор с кирпичными столбами, металлический кованый забор и забор из лесоматериала или профнастила с несущими металлическими стойками.

Армирование фундамента под забор с использованием стеклопластиковой арматуры очень выгодно. За счет высоких прочностных характеристик арматуры из стеклопластика и невысоких нагрузок, при армировании фундамента под забор чаще всего используется композитная арматура диаметрами Ф4 и Ф6.

Технология армирования ничем не отличается от технологии при использовании металлической арматуры, но значительно дешевле и быстрее по времени. Продольные пруты стеклопластиковой арматуры укладываются на дно вырытой траншеи на опоры высотой 4-7 см. Крайние прутья из стеклопластика должны отступать от стенок траншеи на 6-8 см.

Поперечная арматура и вертикальные стойки обычно вяжутся с шагом 400 мм.

Верхний ряд продольной арматуры крепится на стойки так, чтобы он был ниже верхнего уровня траншеи на 5-7 см. Затем выполняется укладка поперечной стеклопластиковой арматуры верхнего ряда.

11. Армирование чаши для бассейна (дна и стенок)

12. Дорожное строительство

Стеклопластиковая арматура получает отзывы строителей положительные ввиду ее универсальности, так как ее можно применять для усиления прочности дорожного полотна, опор, мостов.

13. Пешеходные бетонные дорожки

Для придания жесткости бетонной дорожки необходимо произвести армирование основания, хотя многие этим пренебрегают.
При армировании пешеходной дорожки стеклопластиковой арматурой толщину бетонного основания можно делать меньше, что приводит к существенной экономии по затратам на бетоне.

Так же использование арматуры из стеклопластика для армирования пешеходных дорожек защищает бетон от распадания на фрагменты.

14. Бетонные площадки для проезда и парковки автомобилей.

Перед началом армирования сверху под бетонную площадку на песчаную подушку засыпают слой щебня в 5 см и уплотняют его. Армирование стеклопластиковой арматуры усиливает бетонную структуру, поэтому при устройстве площадки под стоянку автомобиля без нее не обойтись.
Бетонирование площадки для проезда и парковки автомобиля осуществляют при помощи стеклопластиковой арматуры, которую нарезают прутьями необходимой длины. Рекомендуется использовать стеклопластиковую арматуру диаметровом Ф6.

Каркас из арматуры изготавливают непосредственно на месте укладки и не займет много времени. Стеклопластиковые прутья размещают крест-накрест и в точках стыковки перевязывают проволокой.

15. Армирование монолитных бетонов содержащих противоморозные добавки.

Стеклопластиковая арматура, в отличие от металла, устройчива к щелочной среде. Противоморозные добавки состоят из щелочи и солей, вызывающие коррозию у металла.

Применение стеклопластиковой арматуры при армировании монолитных бетонов содержащих противоморозные добавки увеличивает срок службы бетонного основания в несколько раз и препятствует возникновению трещин и защищает бетон от распадания на фрагменты.

Перейти к каталогу продукции

Композитная арматура: виды, характеристики, область применения | Армирование композитной арматурой

Композитная арматура – материал не новый, но сегодня активно расширяющий границы применения, благодаря экономичным технологиям производства полимерных материалов. Эта современная альтернатива стальным арматурным стержням и проволоке отличается от металлических аналогов сырьевой базой, техническими свойствами и внешним видом. Выпускается в соответствии с ГОСТом 31938-2012 и техническими условиями производителей.

Основные составляющие полимерной композитной арматуры

В состав этой продукции входят два или более материалов – основной (матрица) и наполнители, в том числе армирующие. Матрица и наполнитель подбираются таким образом, чтобы они составили общую структуру, обеспечивающую оптимальные эксплуатационные характеристики для конкретного целевого назначения.

Матрица

Представляет собой отвержденную термореактивную смолу, обеспечивающую передачу и распределение напряжений в упрочняющем наполнителе. От этой структурной составляющей зависят устойчивость продукции к влаге, огню, химическим средам. Термореактивная смола – полиэфирная, эпоксидная, винилэфирная, фенольная – после отверждения представляет собой твердый материал с трехмерной структурой в виде сетки.

Армирующие наполнители

Представляют собой волокна – непрерывные или штапельные, что зависит от способа изготовления. В зависимости от применяемого сырья, различают волокна:

  • Стеклянные – изготавливаются из неорганического стекла.
  • Базальтовые – производят из базальта и габродиабаза.
  • Углеродные – образуются пиролизом органических волокон прекурсоров – полиакрилонитрильных или гидратцеллюлозных. По величине модуля упругости и пределу прочности углеродные армирующие наполнители разделяют на – общего назначения, высокопрочные, средне-, высоко-, сверхвысокомодульные.
  • Арамидные. Исходное сырье – линейные волокнообразующие полиамиды.
  • Комбинированные композиты включают упрочняющие наполнители из двух или нескольких сырьевых материалов. Например, стержни АСПЭТ содержат стекловолокна и волокна из термопластичных полимеров.

Полимерную композитную арматуру обозначают в соответствии с армирующим наполнителем, присутствующим в ее составе:

  • АСК (АСП) – стеклокомпозитная, преимущества материала – сочетание небольшого веса, высокой прочности и доступной стоимости;
  • АБК (АБП) – базальтокомпозитная;
  • АУК (АУП) – углекомпозитная, отличается хорошей прочностью, но из-за высокой стоимости ее применение ограничено;
  • ААК (ААП) – арамидокомпозитная;
  • АКК – комбинированная. В этой серии широкое применение получили изделия, изготовленные на основе стеклянных и базальтовых волокон, благодаря сочетанию хорошей износостойкости и приемлемой стоимости.

Таблица основных характеристик различных видов композитной арматуры

Характеристика АСК АБК АУК ААК АКК
Предел прочности на растяжение, МПа 800 800 1400 1000 1000
Предел прочности при сжатии, МПа 300 300 300 300 300
Модуль упругости при растяжении, ГПа 50 50 130 70 100
Предел прочности при поперечном срезе, МПа 150 150 350 190 190

Конструктивные особенности

Полимерная композитная арматура изготавливается с периодическим профилем. В конструкцию изделия входят:

  • Силовой стержень – сплошной элемент, от которого зависят основные технические характеристики продукта.
  • Анкеровочный слой. Располагается равномерно, под углом к продольной оси. Образуется намоткой на силовой стержень волокон. Улучшает сцепление полимерной арматуры с твердеющей бетонной смесью.

Арматуру периодического профиля характеризуют следующие параметры:

  • Наружный диаметр. Измеряется по вершинам периодических выступов.
  • Номинальный диаметр. Эта величина указывается в маркировке изделий и используется при расчетах конструкций.
  • Шаг периодического профиля. Дистанция между центрами соседних выступов, определяется параллельно вертикальной оси стержня.

Положительные и отрицательные характеристики полимерной композитной арматуры

Этот вид арматуры пока не может выступать в качестве полноценной замены стальным усиливающим стержням. Однако существуют области применения, в которых использование композитной арматуры является более рациональным, благодаря комплексу преимуществ, среди которых:

  • Химическая пассивность. Благодаря этому свойству, полимерную продукцию можно использовать в условиях воздействия морской воды, щелочных и кислых сред, дорожных химических реагентов.
  • Скорость резки в размер в условиях строительной площадки значительно выше, по сравнению с резкой стальных стержней.
  • Низкая теплопроводность. Полимерная арматура повышает теплоизоляционные характеристики конструкции, благодаря отсутствию мостиков холода.
  • Устойчивость к низким температурам.
  • Небольшая масса. Облегчает транспортировку продукции, складирование, осуществление монтажных работ.
  • Отсутствие проводимости тока, магнитоинертность и радиопрозрачность. Это качество обеспечивает востребованность полимерной продукции при строительстве лабораторий и других объектов, для которых важен фактор экранирования электромагнитных волн. В конструкциях, в которых используется полимерная арматура, отсутствуют блуждающие токи.

Характеристики, ограничивающие области применения композитной арматуры:

  • Невозможность гибки стержней под малым углом на месте монтажа. Если есть такая необходимость, то изготовление гнутых изделий заказывают на производственных участках.
  • Низкий модуль упругости, ограничивающий применение в вертикальных армирующих конструкциях.
  • Исключена возможность сварки каркасов. Плоские и объемные конструкции из полимерных стержней сооружают только связыванием и с помощью пластиковых клипс.
  • Малая устойчивость к высоким температурам. Поэтому использовать такие изделия в конструкциях, которые подвергаются нагреву, или на объектах с высокой пожарной опасностью не рекомендуется.
  • Старение. Как и все полимеры, композитная арматура с течением времени теряет характеристики. Хотя производители заявляют, что ее эксплуатационный период – не менее 80 лет.

Области применения

Наиболее эффективен этот строительный материал в областях, в которых использование металлической арматуры нежелательно или невозможно. Полимерные усиливающие стержни используются для:

  • устройства фундаментов строений, эксплуатируемых в агрессивных средах;
  • укрепления оснований или несущих стен;
  • усиления дорожного полотна, насыпей;
  • укрепления грунтов в шахтах;
  • устройства опалубки для крупногабаритных резервуаров;
  • усиления стяжек пола;
  • укрепления береговой линии;
  • изготовления гибких связей между конструктивными элементами зданий, например между наружной стеной и отделочным фасадным материалом.

Внимание! Использование композитной арматуры в плитах перекрытия, перемычках и других конструктивных элементах, работающих на растяжение, не рекомендовано из-за высокой гибкости материала.

Сравнение свойств полимерной композитной и стальной арматуры

Таблица сравнения характеристик стеклопластиковой и стальной арматуры

Тип арматуры Стальная Стеклопластиковая
Материал Низколегированная сталь 25Г2С или 35ГС Волокна из расплава неорганического стекла, термореактивные смолы и другие добавки
Плотность, кг/м3 7900 1900
Сопротивление на растяжение, МПа 360 800
Модуль упругости, ГПа 200 55
Относительное удлинение, % 24 2,3
Устойчивость к химически агрессивным средам Подвержена коррозии, для повышения антикоррозионных характеристик требуется защитное покрытие, например цинковое Высокая устойчивость, антикоррозионные мероприятия не требуются
Электропроводность Высокая Отсутствует
Теплопроводность, Вт/мК 47 0,46

В качестве довода в пользу замены стальной арматуры полимерной приводится возможность использования полимерного изделия меньшего диаметра, по сравнению с металлическим, на основании нормативных величин сопротивления растяжению. Приказом Министерства Строительства и ЖКХ РФ №493 от 08.07.2015 г. в Приложении «Л» были установлены понижающие коэффициенты на нормативное сопротивление растяжению, учитывающие реальные эксплуатационные условия.

Таблица понижающих коэффициентов к нормативным значениям сопротивления растяжению, представленным в ГОСТе 31938-2012

  Виды композитной арматуры
  АСК АБК АУК ААК АКК
Условия эксплуатации
В помещениях 0,8 0,9 1,0 0,9 0,9
На открытом воздухе 0,7 0,8 1,0 0,8 0,8
Длительность нагрузки
Длительная 0,3 0,4 0,6 0,4 0,4
Кратковременная 1 1 1 1 1

Эта таблица означает, что, если полимерная композитная арматура, например стеклопластиковая (АСК), предназначена для работы при длительных нагрузках в помещении, то расчетное значение сопротивления растяжению находится по формуле:

R расч.= R норм.*0,8*0,3 = 800*0,8*0,3 = 192 МПа

Поэтому при выборе диаметра полимерной арматуры, которая должна заменить стальную, следует пользоваться не нормативными значениями сопротивления на разрыв, представленными в ГОСТе, а рассчитанными в соответствии с реальными эксплуатационными условиями.

В связи с изложенными выше факторами можно сделать вывод, что композитные усиливающие стержни – перспективный строительный материал. Однако он эффективен только в определенных областях применения, перед его использованием рекомендуется проконсультироваться с квалифицированными специалистами.

Армирование - композитные материалы | CompositesLab

Многие материалы могут армировать полимеры. Некоторые материалы, такие как целлюлоза в древесине, являются продуктами природного происхождения. Однако большая часть коммерческого подкрепления создается руками человека. Существует множество коммерчески доступных форм армирования, отвечающих требованиям пользователя. Возможность адаптировать архитектуру волокна позволяет оптимизировать производительность продукта, что приводит к снижению веса и затрат.

Хотя многие виды волокон используются в качестве армирования в многослойных композитных материалах, на стекловолокно приходится более 90 процентов волокон, используемых в армированных пластмассах, поскольку их производство недорогое и они имеют относительно хорошие характеристики прочности к весу.

  • Стекловолокно: На основе алюмооксидно-известково-боросиликатной композиции волокна, произведенные из стекла «E» или «E-CR», считаются преобладающими армирующими элементами для композитов с полимерной матрицей из-за их высоких электроизоляционных свойств, низкой восприимчивости к влажность и высокие механические свойства. Стекло E-CR также отличается от стекла E своей превосходной коррозионной стойкостью. Другие коммерческие композиции включают стекло S с более высокой прочностью, термостойкостью и модулем, стекло H с более высоким модулем и стекло AR (стойкое к щелочам) с превосходной коррозионной стойкостью.Стекло, как правило, является хорошим ударопрочным волокном, но весит больше, чем углерод или арамид. Стекловолокно имеет отличные механические характеристики, в некоторых формах оно прочнее стали. Более низкий модуль упругости требует специальной обработки, когда жесткость имеет решающее значение. Стекловолокно прозрачно для радиочастотного излучения и используется в радиолокационных антеннах.
  • Углеродные волокна: Углеродные волокна производятся из органических прекурсоров, включая PAN (полиакрилонитрил), вискозу и пек, причем последние два обычно используются для низкомодульных волокон.Термины «углеродные» и «графитовые» волокна обычно используются взаимозаменяемо, хотя графит технически относится к волокнам, которые содержат более 99 процентов углерода по сравнению с 93-95 процентами для углеродных волокон на основе ПАН. Углеродное волокно обеспечивает самую высокую прочность и жесткость из всех армирующих волокон. Высокотемпературные характеристики особенно хороши для углеродных волокон. Основным недостатком волокон на основе ПАН является их высокая относительная стоимость, которая является результатом стоимости основного материала и энергоемкого производственного процесса.Композиты из углеродного волокна более хрупкие, чем стекло или арамид. Углеродные волокна могут вызвать гальваническую коррозию при использовании рядом с металлами. Для предотвращения этого используется барьерный материал, такой как стекло и смола.
  • Арамидные волокна (полиарамиды): Самым распространенным синтетическим волокном является арамид. Арамидное волокно - это ароматический полиимид, который представляет собой искусственное органическое волокно для армирования композитов. Арамидные волокна обладают хорошими механическими свойствами при низкой плотности с дополнительным преимуществом в виде прочности или устойчивости к повреждениям / ударам.Они характеризуются достаточно высокой прочностью на разрыв, средним модулем упругости и очень низкой плотностью по сравнению со стеклом и углеродом. Арамидные волокна являются изоляторами электричества и тепла и повышают ударопрочность композитов. Они устойчивы к воздействию органических растворителей, горюче-смазочных материалов. Композиты из арамида не так хороши по прочности на сжатие, как композиты из стекла или углерода. Сухие арамидные волокна прочные и используются в качестве тросов или канатов и часто используются в баллистических приложениях.Кевлар®, пожалуй, самый известный пример арамидного волокна. Арамид является преобладающим заменителем органического армирующего волокна для стальных лент в шинах.
  • Новые волокна: Полиэфирные и нейлоновые термопластические волокна недавно были представлены как в качестве первичного армирования, так и в гибридной конфигурации со стекловолокном. К привлекательным характеристикам можно отнести низкую плотность, разумную стоимость и хорошее сопротивление удару и усталости. Хотя полиэфирные волокна обладают довольно высокой прочностью, их жесткость значительно ниже, чем у стекла.Более специализированные арматуры для высокопрочных и высокотемпературных применений включают металлы и оксиды металлов, такие как те, которые используются в самолетах или аэрокосмической отрасли.

Независимо от материала, усиление доступно в различных формах, чтобы удовлетворить широкий спектр процессов и требований к конечному продукту. Материалы, поставляемые в качестве армирующего материала, включают ровинг, измельченное волокно, рубленые пряди, непрерывный, рубленый или термоформованный мат. Армирующие материалы могут быть спроектированы с уникальной архитектурой волокон и иметь предварительную форму (форму) в зависимости от требований к продукту и производственного процесса.

  • Многоконечные и односторонние ровинги: Ровинги используются в основном в термореактивных компаундах, но могут использоваться и в термопластах. Многоконцевые ровницы состоят из множества отдельных нитей или пучков нитей, которые затем нарезаются и случайным образом осаждаются в матрице смолы. В таких процессах, как формование листов (SMC), преформа и напыление, используется многогранный ровинг. Многоконечные ровницы также могут использоваться в некоторых приложениях для намотки волокон и пултрузии. Односторонний ровинг состоит из множества отдельных нитей, намотанных в одну прядь.Продукт обычно используется в процессах, в которых используется однонаправленное армирование, например, намотка нитей или пултрузия.
  • Маты и вуали: Армирующие маты и вуали из нетканого материала обычно описываются по весу на единицу площади. Например, коврик из рубленых прядей весом 2 унции будет весить 2 унции на квадратный ярд. Тип армирования, дисперсия волокон и количество связующего, которое используется для удержания мата или вуали, определяют различия между матовыми изделиями. В некоторых процессах, таких как укладка вручную, связующее должно растворяться.В других процессах, особенно при компрессионном формовании и пултрузии, связующее должно выдерживать гидравлические силы и растворяющее действие матричной смолы во время формования. Следовательно, с точки зрения связующего, производятся две основные категории матов или вуалей, которые известны как растворимые и нерастворимые связующие.
  • Тканые, прошитые, плетеные и трехмерные ткани: Существует множество типов тканей, которые можно использовать для усиления смол в композитах. Многонаправленное армирование производится путем плетения, вязания, сшивания или плетения непрерывных волокон в ткань из крученой и крученой пряжи.Ткани можно изготавливать с использованием практически любого армирующего волокна. Чаще всего используются ткани из стекловолокна, карбона или арамида. Ткани обладают ориентированной прочностью и высокими усилиями армирования, которые часто встречаются в высокопроизводительных приложениях. Ткани позволяют точно разместить армирование. Это невозможно сделать с измельченными волокнами или рублеными прядями, а возможно только с непрерывными прядями с использованием относительно дорогостоящего оборудования для укладки волокон. Из-за непрерывной природы волокон в большинстве тканей отношение прочности к весу намного выше, чем у версий с разрезанным или рубленым волокном.Сшитые ткани позволяют настраивать ориентацию волокон в структуре ткани. Это может быть большим преимуществом при проектировании устойчивости к сдвигу или кручению.
  • Однонаправленное: Однонаправленное армирование включает ленты, жгуты, однонаправленный жгутовый лист и ровинг (которые представляют собой совокупности волокон или прядей). Волокна этой формы выровнены параллельно в одном направлении и не изогнуты, что обеспечивает высочайшие механические свойства. Композиты с использованием однонаправленных лент или листов имеют высокую прочность в направлении волокна.Однонаправленные листы тонкие, и для большинства структурных приложений требуется несколько слоев. Типичные области применения однонаправленного армирования включают высоконагруженные композитные материалы, такие как компоненты самолетов или гоночные лодки.
  • Препрег: Препрег - это готовый материал, состоящий из армирующей формы и полимерной матрицы. Для изготовления препрега используется пропускание армирующих волокон или форм, таких как ткани, через ванну со смолой. Смола пропитывается (пропитывается) волокном, а затем нагревается для продвижения реакции отверждения до различных стадий отверждения.Доступны термореактивные или термопластические препреги, которые можно хранить в холодильнике или при комнатной температуре в зависимости от составляющих материалов. Препреги можно наносить вручную или механически в различных направлениях в зависимости от требований конструкции.
  • Измельченные: Измельченные волокна - это измельченные волокна, имеющие очень короткие длины волокон (обычно менее 1/8 дюйма). Эти продукты часто используются в термореактивных замазках, отливках или синтаксических пенах для предотвращения растрескивания затвердевшего состава из-за усадки смолы.
.

Руководство по композитным материалам: Армирование - NetComposites

Роль армирования в композитном материале заключается в улучшении механических свойств чистой полимерной системы. Все различные волокна, используемые в композитах, имеют разные свойства и поэтому по-разному влияют на свойства композитов. Свойства и характеристики обычных волокон описаны ниже.

Однако отдельные волокна или пучки волокон могут использоваться только сами по себе в некоторых процессах, таких как намотка нитей (описанных ниже).Для большинства других применений волокна должны быть скомпонованы в лист какой-либо формы, известный как ткань, чтобы можно было манипулировать им. Различные способы сборки волокон в листы и разнообразие возможных ориентаций волокон приводят к тому, что существует множество различных типов тканей, каждый из которых имеет свои особенности. Эти различные типы тканей и конструкции будут объяснены позже.

Опубликовано любезно Дэвидом Криппсом, Gurit

http://www.gurit.com


Ткань для развязки

Эти ткани обеспечивают сверхлегкое усиление ткани для композитных материалов.

Узнать больше

Свойства волокна

Охватывает механические свойства армирующих волокон.

Узнать больше

Свойства ламината

Охватывает механические свойства волокон с точки зрения прочности и жесткости.

Узнать больше

Ударный ламинат

Обращает внимание на проблемы, вызванные ударным повреждением.

Узнать больше

Стоимость волокна

Графическая информация о стоимости различных типов волокон.

Узнать больше

Стекловолокно

Объясняет, как формируется стекловолокно и какие варианты доступны.

Узнать больше

Арамидное волокно

Объясняет, как производится арамид и его различные торговые наименования.

Узнать больше

Углеродное волокно

Объясняет производственные процессы, связанные с изготовлением углеродного волокна.

Узнать больше

Сравнение волокон

Обозначает преимущества и недостатки типов волокон.

Узнать больше

Прочие волокна

Охватывает несколько других широко используемых типов волокон.

Узнать больше

Волокнистая отделка

Объясняет различные виды обработки поверхности волокон.

Узнать больше

Калибровочная химия

Обзор химического состава проклейки по сравнению с матрицей, подлежащей усилению.

Узнать больше

Типы тканей

Объясняет типы волокна, категории ориентации волокна и методы построения.

Узнать больше

Ткани

Объясняет обычно используемые типы переплетений.

Узнать больше

Гибридные ткани

Объясняет, что подразумевается под термином «гибридная ткань».

Узнать больше

Мультиаксиальные ткани

Объясняет основные характеристики мультиаксиальных тканей.

Узнать больше

Прочие ткани

Покрывает циновку из рубленых прядей, салфетки и тесьму.

Узнать больше

Поделиться статьей

Твиттер Facebook LinkedIn Электронная почта


Перейти к основным материалам Вернуться к покрытиям .

Механические свойства бетона, армированного волокном, с использованием композитных связующих

В данной статье исследуется создание непроницаемого бетона высокой плотности. Исследовано влияние композиционных вяжущих «цемент, зола-унос, известняк», полученных совместным измельчением с суперпластификатором в вариопланетной мельнице, на процесс структурообразования. Уплотнение структуры на микро- и наноразмерном уровнях охарактеризовано различными методами: дифракцией рентгеновских лучей, ДТА-ТГА и электронной микроскопией.Результаты показали, что измельчение активных минеральных добавок позволяет создавать центры кристаллизации частицами золы в результате связывания Ca (OH) 2 в процессе твердения алита, что интенсифицирует процесс гидратации клинкерных минералов; присутствие мелкозернистого известняка также приводит к образованию гидрокарбоалюминатов кальция. Выявлена ​​взаимосвязь между составом новообразований цементного камня, а также пористостью фибробетона и проницаемостью композита на наноразмерном уровне для использования композиционных вяжущих с полидисперсными минеральными добавками.Полученные результаты имеют потенциальное значение при разработке широкого ассортимента мелкозернистого фибробетона с прочностью на сжатие более 100 МПа и низкой проницаемостью в реальных условиях эксплуатации.

1. Введение

Бетон на цементном вяжущем и природных заполнителях широко используется в качестве конструкционного материала в строительной индустрии. Во всем мире крупнотоннажные золошлаковые отходы и дробление горных пород образуются в результате деятельности предприятий топливно-энергетического комплекса и горнодобывающей промышленности.Представляется необходимым оптимизировать процессы структурообразования бетонных смесей за счет использования промышленных отходов. Традиционные виды бетона обладают недостаточными свойствами газопроницаемости и паропроницаемости. В то же время для получения мелкозернистого бетона, армированного фиброй, необходимо повысить прочность и деформируемость композита.

Ведущие научные школы в области строительного материаловедения разработали ряд типов бетонов с повышенными эксплуатационными свойствами.

Текстильно-армированный бетон - это тип железобетона, в котором обычные стальные арматурные стержни заменены текстильными материалами. Материалы с высокой прочностью на разрыв с незначительными характеристиками удлинения армируются ткаными или неткаными материалами. Волокна, используемые для изготовления ткани, обладают высокой прочностью, как джут, стекловолокно, кевлар, полипропилен, полиамиды (нейлон) и т. Д.

Механические свойства высокопрочного бетона включают медный шлак в виде мелкозернистого заполнителя и пришли к выводу, что менее 40% медного шлака в качестве замещения песка может обеспечить получение высокопрочного бетона, сопоставимого с контрольной смесью или лучше, чем у контрольной смеси, за пределами которого, однако, его поведение значительно снизился [1–3].

Бетон, армированный стекловолокном, состоит из высокопрочного, стойкого к щелочам стекловолокна, встроенного в бетонную матрицу. В этой форме волокна и матрица сохраняют свою физическую и химическую идентичность, предлагая при этом синергетическую комбинацию свойств, которая не может быть достигнута ни одним из компонентов, действующих в одиночку.

Высокоэффективные цементные композиты, армированные волокном (HPFRCC) [4, 5], представляют собой группу композитов на основе цемента, армированных волокном, которые обладают уникальной способностью изгибаться и самоупрочняться перед разрушением.Деформационное упрочнение, наиболее желанная способность HPFRCC, происходит, когда материал нагружается сверх своего предела упругости и начинает пластически деформироваться. Это растягивающее или «натягивающее» действие фактически укрепляет материал. Основа для инженерной конструкции различных HPFRCC значительно различается, несмотря на их схожий состав. Например, конструкция одного типа HPFRCC, называемого Engineered Cementitious Composite (ECC), основана на принципах микромеханики. ECC, также называемый гибким бетоном, представляет собой легко формованный композит на основе строительного раствора, армированный специально подобранными короткими случайными волокнами, обычно полимерными волокнами [6, 7].В отличие от обычного бетона, ECC имеет деформационную способность в диапазоне 3–7% по сравнению с 0,01% для обычного портландцемента (OPC). Следовательно, ECC действует больше как пластичный металл, чем хрупкое стекло (как и бетон OPC), что приводит к широкому спектру применений [8, 9].

Бетон со сверхвысокими характеристиками (UHPC) - это новый тип бетона, который разрабатывается агентствами, занимающимися защитой инфраструктуры [10–14]. UHPC характеризуется тем, что представляет собой цементный композитный материал, армированный стальной фиброй, с прочностью на сжатие от 150 МПа до 250 МПа и, возможно, выше.UHPC также характеризуется составом материала: обычно мелкозернистый песок, микрокремнезем, мелкие стальные волокна и специальные смеси высокопрочного портландцемента. Обратите внимание, что нет крупного агрегата. Текущие типы в производстве отличаются от обычного бетона на сжатие своим деформационным упрочнением с последующим внезапным хрупким разрушением. Постоянные исследования отказов UHPC в результате разрушения при растяжении и сдвиге проводятся множеством государственных учреждений и университетов по всему миру.

Технология высокопрочного самоуплотняющегося (самоуплотняющегося) бетона стала возможной благодаря использованию поликарбоксилатного пластификатора вместо старых полимеров на основе нафталина и модификаторов вязкости для решения проблемы сегрегации заполнителей [15, 16].

Комбинация микрокремнезема и нанокремнезема (коллоидного кремнезема) считается основой для создания высокопрочного самоуплотняющегося бетона [1, 20, 21]. Результаты также показали, что замещение 7% микрокремнезема дает такой же эффект, как замещение 2% нанокремнезема [1, 22, 23].

Межфазная переходная зона волокно-матрица (ITZ) в наномасштабе играет важную роль в определении механических характеристик гибридного бетона, армированного сталью и полипропиленовым волокном, в верхних масштабах. В этой теме [24] представлено эластичное поведение ITZ между стальным / полипропиленовым волокном и чистым цементным тестом посредством наноиндентирования для различных соотношений вода / цемент.

Таким образом, мелкозернистая структура с высокой однородностью характеризуется увеличением совокупной прочности между заполнителем и цементным камнем и уменьшением удельного напряжения в зоне контакта.Адгезия песчаного компонента значительно увеличивается с увеличением площади контакта; Эти условия были реализованы при создании мелкозернистого бетона на основе композиционных вяжущих с использованием гранитного щебня Врангелевского месторождения (Дальний Восток России). Целью исследования было создание плотной структуры бетонной матрицы с высокой газо-, водо- и паронепроницаемостью. Для достижения этой цели были предложены композиционные вяжущие, полученные путем совместного измельчения портландцемента, летучей золы, измельченного известняка и суперпластификатора.Одним из способов улучшения свойств бетона и снижения параметров проницаемости является использование высокоактивных добавок различного состава и генезиса на микро- и наноразмерном уровнях, которые способствуют оптимизации процессов структурообразования, инициируя образование гидратированных соединений. . Эффективность использования активных минеральных добавок наноструктурированного состава кремнезема-модификатора доказана в статьях [1, 20, 21, 23]. Возможность снижения проницаемости бетона за счет механического измельчения компонентов композиционных вяжущих также изучалась ранее [17].Однако защитные свойства (параметры непроницаемости) и эффективность высокоплотного непроницаемого бетона (HDIC), изготовленного на основе композиционного вяжущего, ранее не рассматривались.

Предположение о возможности HDIC получается путем варьирования количества и типа добавок, крупности компонентов композиционного связующего и условий твердения [18, 25]. Целью данной работы является улучшение водонепроницаемости и прочностных характеристик фибробетона за счет использования композиционных вяжущих, полученных путем совместного измельчения портландцемента, суперпластификатора, летучей золы ТЭЦ и дробления отсевов известняка.

2. Материалы и методы

Для достижения этой цели в данной работе были выполнены следующие задачи: (i) Изучение минерального состава, гранулометрического состава, а также физико-механических характеристик вяжущих компонентов и наполнителей для бетона (ii ) Исследование влияния минеральных и органических добавок на свойства композиционных вяжущих (iii) Исследование свойств фибробетона в зависимости от характеристик композиционного вяжущего с учетом особенностей структурообразования для повышения герметичности и прочности. характеристики, исследование характеристик водопоглощения, газо-, водо- и паропроницаемости разработанного бетона, а также опытно-промышленные испытания предложенных составов

Научная работа включала измельчение компонентов композиционного вяжущего в вариопланетной мельнице.В качестве измельченных компонентов использовали обычный портландцемент (OPC), летучую золу (FA), отходы дробления известняка (LCW) и суперпластификатор.

Химический и минералогический состав сырья, полученного методом рентгеновской флуоресценции (на порошковом дифрактометре D8 ADVANCE от Bruker AXS), представлен в таблицах 1 и 2.

Приморский участок Уголь

преобладающий вид угля Зола уноса Портландцемент LCW
Приморская ТЭЦ Владивостокская ТЭЦ Артемская ТЭЦ Партизанская ТЭЦ
Лучегорская и Бикинская Приморский участок Нерюнгринский уголь

Содержание элементов в пересчете на оксиды,%
SiO 2 55.3 63 48,1 47,4 20,2–20,9 7,49
TiO 2 0,5 0,5 0 0,9 0,24
Al 2 O 3 12,6 21,4 29,3 22,3 6,0–6,7 3,33
Fe 2 O 3 10,7 7.5 6,5 19,6 3,5–4,0 0,24
CaO 12,5 3,4 9,7 4,8 66,2–67 44,21
MgO 3,5 2,1 1,8 2,8 1,4–2,0 2,57
K 2 O 1 1,3 1,2 0,1
Na 2 O 0.4 0,3 0,2 ​​ 0,4
SO 3 3,4 0,6 2,3 1,62
LOI 2,3 1,4 0,6 <5 0,18 38,71


Минеральный состав С 3 S C 2 3 S C 2 C 3 A C 4 AF

Содержание [%] 58–67 8–15 10–12 10.5-12.5

В varioplanetary мельнице, скорость вращения размольных стаканов и опорный диск может быть установлен полностью независимо друг от друга. На движение и траекторию мелющих шаров можно влиять, изменяя передаточное число, так что шары ударяются горизонтально о внутреннюю стенку размольного стакана (за счет высокой энергии удара), сближаются по касательной (за счет высокого трения) или просто катятся. над внутренней стенкой размольного стакана (центробежными мельницами).Все промежуточные стадии и комбинации между давлением, трением и ударом можно свободно настраивать (рисунок 1). Соответственно, измельчение вариопланетными мельницами более энергоэффективно, чем измельчение с помощью шаровых и вибрационных мельниц. Кроме того, за счет совместного действия ударных, центробежных и абразивных сил становится возможным получение более высокодисперсных порошков [26–29].


Надежность результатов обеспечивается систематическим исследованием со стандартными инструментами и методами измерения, сочетанием современных физических и химических методов анализа, рентгеновской дифракции и ДТА, электронной микроскопии и достаточного количества исходных данных. и результаты исследований.Задачи научной работы решались путем реализации системного подхода в триаде «состав (сырье), структура и свойства» [30–32]. Исследования проводились с использованием общепринятых физико-механических и физико-химических методов оценки качества сырья и синтезированных материалов, а также готовой продукции.

В качестве компонентов композиционных вяжущих использовалась летучая зола крупнейших тепловых электростанций (ТЭС) России (Владивостокская ТЭЦ (Рисунок 2), Артемская ТЭЦ, Приморская ТЭЦ, Партизанская ТЭЦ).Важным фактором является возможность

.

КОМПОЗИТЫ И БЕТОН | CompositesWorld

Недорогой и универсальный бетон - просто лучший строительный материал для многих областей применения. Вопрос в том, как заставить бетон выдерживать нагрузки окружающей среды и конструкции для долгосрочной эксплуатации. Настоящий композитный бетон обычно состоит из гравия и песка - заполнителя - связанных вместе в матрице мелкодисперсного портландцемента с металлической арматурой, обычно включаемой для прочности. Он превосходно работает при сжатии, но имеет тенденцию быть хрупким и несколько слабым при растяжении.Напряжение растяжения, а также пластическая усадка во время отверждения приводят к трещинам, которые вызывают проникновение влаги, что в конечном итоге приводит к коррозии встроенного металла и, в конечном итоге, к потере целостности по мере разрушения металла.

Армированные волокном полимерные композиты (FRP) долгое время рассматривались как материал, позволяющий улучшить характеристики бетона. Американский институт бетона (ACI) и другие группы, такие как Японское общество инженеров-строителей, сыграли важную роль в разработке спецификаций и методов испытаний композитных армирующих материалов, многие из которых сегодня признаны и хорошо зарекомендовали себя в бетонном строительстве.«В дополнение к руководящим документам по проектированию у нас теперь есть методы испытаний», - говорит Джон Бузел, председатель комитета 440 ACI, созданного в 1990 году для предоставления инженерам и дизайнерам информации и рекомендаций по композитным материалам. Методы испытаний описаны в ACI 440.3R-04. (Это и другие важные опубликованные документы, связанные с композитной арматурой бетона можно найти в сопроводительной боковой панели, «Железобетонный Design Guides») «Мы также упорно работаем над пересмотром наших 1996 внедренного докладе, информировать конкретных практиков о многих новых приложениях и возможностях развивающихся рынков », - говорит Бусел.

Композитная арматура и арматурные сетки продолжают находить применение во многих областях. Совсем недавно были разработаны продукты, и их применение начинает расти для бетона, армированного фиброй, - материала, в котором стальные или полимерные волокна используются в качестве армирования тротуаров, плит перекрытий и сборных железобетонных изделий.

КОМПОЗИТНЫЙ РЕЗЕРВУАР: УСТАНОВЛЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

За последние 15 лет композитная арматура прошла путь от экспериментального прототипа до эффективной замены стали во многих проектах, особенно в связи с ростом цен на сталь.«Стекловолоконная арматура широко используется, и это очень конкурентный рынок», - говорит Дуг Гремель, директор по неметаллической арматуре компании Hughes Bros. (Сьюард, Небраска), известного производителя арматурных изделий. «Уровень знаний отрасли об этом материале намного лучше, чем 10 лет назад».

Для некоторых строительных проектов, таких как оборудование для магнитно-резонансной томографии (МРТ) в больницах или подходы к пунктам взимания платы за проезд, в которых используется технология радиочастотной идентификации (RFID) для идентификации клиентов с предоплатой, композитная арматура является единственным выбором.Стальную арматуру использовать нельзя, потому что она мешает электромагнитным сигналам. В дополнение к электромагнитной прозрачности композитная арматура также обеспечивает исключительную коррозионную стойкость, легкий вес - примерно одну четверть веса стали - и теплоизоляцию, поскольку она препятствует передаче тепла в зданиях. Двумя крупнейшими производителями являются Hughes и Pultrall (Thetford Mines, Канада).

Композитная арматура обычно изготавливается методом пултрузии с использованием ровницы из стекловолокна Е и винилэфирной смолы с использованием стандартных методов формования.Продукция Hughes 'Aslan изготавливается со спиральной оберткой для создания волнистого профиля, а стержень V-ROD от Pultrall гладкий. Оба имеют внешнее покрытие из песка, наносимое во время производства, для создания шероховатой поверхности для оптимальной адгезии. По словам Гремеля, высококачественная винилэфирная смола в сочетании с волокном правильного размера необходима для достижения наилучших коррозионных свойств и устойчивости портландцемента к сильным щелочам, а также прочной связи.

Поскольку механические свойства стекловолокна отличаются от механических свойств стали, конструкция бетонной конструкции с композитной арматурой разрабатывается с использованием ACI 440.1R-03, Руководство по проектированию и строительству бетона, армированного стержнями из стеклопластика . « Guide учитывает изгиб, удобство обслуживания, разрыв при ползучести и усталость, в дополнение к сдвигу и детализации хомутов», - говорит Бузел. И Hughes, и Pultrall являются членами Совета производителей арматуры из стеклопластика под эгидой American Composites Manufacturers Assn. (ACMA) и участвуют с ACI в разработке минимальных стандартов производительности для арматуры. Хотя это правда, что композитную арматуру нельзя согнуть на стройплощадке в неожиданных условиях, Gremel утверждает, что это не проблема.«Стальные стержни с эпоксидным покрытием также нельзя согнуть, не повредив эпоксидное покрытие», - заявляет он. «Мы можем предварительно согнуть стержни из стекловолокна во время производства по проекту инженера в соответствии с подробным графиком, как это и должно быть сделано». С выпуском новых методов испытаний бетона с композитной арматурой владельцы и проектировщики теперь имеют уверенность в том, что конструкция будет работать в соответствии с ожиданиями. Gremel отмечает, что тестовый документ будет преобразован в стандарт ASTM.

Pultrall V-ROD распространяется в США.S. исключительно компанией Concrete Protection Products Inc. (CPPI, Даллас, Техас). Президент CPPI Сэм Стир сообщает о нескольких недавних проектах с использованием V-ROD, в том числе о новом мосте, который пересекает американскую автомагистраль I-65 в округе Ньютон, штат Индиана. Трехпролетный мост длиной 58 м / 191 фут имеет ширину 10,5 м / 34,5 фута с железобетонным настилом, установленным на стальных двутавровых балках, опирающихся на бетонные опоры. Бетонный настил толщиной 203 мм / 8 дюймов армирован стальной арматурой с эпоксидным покрытием в нижней половине, но коррозионностойкий композитный стержень V-ROD используется в верхней половине, где вероятность контакта с солями для борьбы с обледенением является наибольшей.Были размещены композитные стержни двух размеров, каждый по центрам 152 мм / 6 дюймов - стержень №5 (диаметр 16 мм / 0,625 дюйма) в поперечном направлении и стержень №6 (диаметр 19 мм / 0,75 дюйма), проходящий внутрь. продольное направление. Исследователи из Университета Пердью оснастили всю конструкцию оптоволоконными датчиками для постоянной оценки производительности деки через удаленное соединение. По словам Стира, это первое использование композитной балки в настиле моста Департаментом транспорта штата Индиана.

Hughes Bros.Aslan 100 стекловолоконных стержней были недавно установлены на бетонном мосту в Моррисоне, штат Колорадо, построенном Департаментом транспорта штата Колорадо (CDOT) в сотрудничестве с Департаментом парков и отдыха города и округа Денвер. Мост длиной 13,8 м / 45 футов, который проходит через Беар-Крик, использовал арматуру из стекловолокна в опорах, опорах, стенах крыльев, парапетах и ​​изогнутой бетонной арке, залитой на месте. Цельная цельнокомпозитная палуба, которая находится поверх бетонной арки, была изготовлена ​​компанией Kansas Structural Composites (Russell, Kan.). В литые элементы был включен ряд арматурных стержней различных размеров, в том числе № 5, № 6 и № 7 (диаметр 19 мм / 0,75 дюйма). Гремель отмечает, что для детального проектирования потребовалось много изогнутых хомутов и уникальных форм, добавив, что все они были изготовлены на заводе перед отправкой. Инженер CDOT Марк Леонард говорит, что штат добивался хороших успехов с композитной арматурой в прошлых проектах и ​​выбрал Аслана, потому что Хьюз представил самую низкую цену. По словам Леонарда, проектировщика моста Парсонс Бринкерхофф (Денвер, Колорадо), хотя движение по палубе минимально на низких скоростях,), следовали всем руководящим принципам ACI и использовали новые методы испытаний ACI440.3R-04 для сертификации материалов.

Ожидается, что рынок композитной арматуры станет еще более конкурентным по мере того, как новый материал - базальтовое волокно - завоевывает позиции. По словам исполнительного вице-президента Sudaglass Грэма Смита, компания Sudaglass Fiber Technology (Хьюстон, Техас), производитель базальтового волокна с предприятиями в России и на Украине, открыла производственный объект в США в северном Техасе. Базальтовая / эпоксидная арматура в настоящее время производится пултрузией на Украине и находится в процессе сертификации для U.С. строительство, по Смиту.

Плотность базальтовых волокон лишь немного выше, чем у обычных стекловолокон, поэтому они имеют гораздо более широкий температурный диапазон от -260 ° C до 982 ° C (от -436 ° F до 1850 ° F) по сравнению с номинальным диапазоном -60 ° От C до 650 ° C (от -76 ° F до 1202 ° F) для стекла и температуры плавления 1450 ° C (2642 ° F), что делает базальт полезным в приложениях, требующих огнестойкости. Кроме того, Смит отмечает, что этот материал демонстрирует отличную стойкость к содержанию щелочи в бетоне, не прибегая к использованию специальных размеров, используемых для защиты стекловолокна.

Каким бы ни был выбор арматуры, ожидается, что композитный арматурный стержень будет широко привлекать лиц, принимающих решения по проекту. «Суть в том, что хороший инженер или дизайнер пытается решить проблему коррозии», - заключает Гремель. «При увеличении стоимости проектных материалов на 5–7 процентов вы увеличиваете срок службы конструкции на 10–20 лет с помощью этого продукта».

КОМПОЗИТНЫЕ СЕТКИ В ПРЕКАСТНЫХ ПАНЕЛЯХ: ВЫСОКИЙ ПОТЕНЦИАЛ

Начиная с CT впервые сообщил об использовании армированных волокном полимерных решеток в сборных железобетонных строительных панелях («Композитные решения, отвечающие растущим требованиям гражданского строительства», CT август 2002 г., стр.40), рынок стал свидетелем значительного роста, говорит Бусел. «Это приложение огромно», - утверждает он. «Есть огромный потенциал».

Возглавляет сборы AltusGroup, консорциум из пяти производителей сборного железобетона и производителя арматуры TechFab LLC (Андерсон, Южная Каролина), созданный специально для продвижения технологии CarbonCast, в которой решетки из углеродного волокна / эпоксидной смолы C-GRID последнего заменяют традиционную стальную сетку или арматура в сборных железобетонных конструкциях в качестве вторичной арматуры. TechFab - совместное предприятие 50/50 компании Hexcel (Дублин, Калифорния.) и Chomarat Group (Ле Шейлар, Франция). На данный момент в состав AltusGroup входят Oldcastle Precast (Эджвуд, Мэриленд), HIGH Concrete Structures (Денвер, Пенсильвания), два завода по производству сборного железобетона, принадлежащие Cretex Companies (Elk River, Миннесота) и Metromont Prestress (Гринвилл, Южная Каролина), но новые участники , вероятно, будут добавлены из-за растущего объема продаж, говорит Джон Карсон, директор по коммерческому развитию TechFab и руководитель программы по технологии C-GRID.

AltusGroup предлагает широкий выбор продуктов CarbonCast, включая как структурные, так и неструктурные изолированные стеновые панели и архитектурную облицовку.C-GRID обычно заменяет вторичные армирующие элементы из стальной проволочной сетки - обычная стальная арматура все еще используется для первичного армирования в большинстве случаев. C-GRID производится с помощью эффективного запатентованного процесса квази-плетения, который выравнивает наложенные друг на друга углеродные волокна основы и утка, смоченные эпоксидной смолой быстрого отверждения, в открытой структуре. Размер отверстий в решетке варьируется от 25,4 мм до 76 мм (от 0,25 дюйма до 3 дюймов), в зависимости от требований к прочности панели, типа бетона и размера заполнителя. В процессе производства сетке придается шероховатая поверхность, что увеличивает прочность сцепления между сеткой и затвердевшим бетоном.Сетки, состоящие из стеклянных, арамидных или полимерных волокон в сочетании с любой из множества смол, также доступны в линейке продуктов TechFab MeC-GRID. Как углеродные, так и неуглеродные сетки находят применение в других областях, таких как декоративные элементы, монолитный бетон и ремонт / восстановление.

«Преимущества панелей CarbonCast значительны», - говорит Карсон. C-GRID намного легче и имеет почти в семь раз лучшие свойства на растяжение, чем сталь. Растрескивание из-за усадки при отверждении значительно снижается, и C-GRID не подвергается коррозии, что устраняет часто неприглядные поверхностные пятна, которые возникают на бетонных панелях со стальными решетками.Его коррозионная стойкость позволяет использовать всего лишь 6,35 мм / 0,25 дюйма бетонного покрытия, в то время как для защиты стальной сетки от влаги может потребоваться до 76,2 мм / 3 дюйма. Таким образом, вес панели может быть уменьшен на 66% по сравнению с обычным сборным железобетонным элементом. Более легкие панели позволяют снизить общий вес стены, которая, в свою очередь, требует меньше стальной подструктуры, что приводит к значительному снижению затрат на строительство. C-GRID также является термически непроводящим, поэтому изоляционные свойства панели не ухудшаются.Кроме того, на стройплощадке можно вырезать отверстия в панелях с помощью пилы, что невозможно при использовании стальной сетки. Все эти преимущества приводят к снижению затрат на транспортировку, монтаж и надстройку для более эффективного строительства.

На сегодняшний день продано более 3 миллионов футов 2 панелей CarbonCast, и спрос настолько высок, что TechFab недавно объявила о планах масштабного расширения. На новом заводе будет размещена дополнительная линия по производству электросетей, которая, по словам Карсона, должна быть введена в эксплуатацию к октябрю этого года.Это объявление последовало за объявленным компанией о многолетнем соглашении с Zoltek Corp. (Сент-Луис, Миссури), поставщиком большого жгута волокна Panex 35, используемого в C-GRID. По словам Карсона, соглашение обеспечит стабильные поставки C-GRID в первые годы выпуска продукта. «Zoltek был нашим основным поставщиком волокна и защитником с первого дня реализации этого проекта», - отмечает он.

Сборные панели используются в самых разных проектах, таких как кинотеатры, церкви и автостоянки.Недавним проектом стал офисно-складской комплекс 2 Cardinal Health площадью 332 000 футов недалеко от Балтимора, штат Мэриленд. Панели CarbonCast длиной до 15,5 м / 51 фут были отлиты для формирования вертикальных внешних стен двухэтажного здания. Каждая панель представляет собой многослойную конструкцию с пенопластовой изоляцией 152 мм / 6 дюймов (что позволяет достичь значения изоляции R-16) между лицевыми панелями, состоящими из наружного слоя толщиной 50 мм / 2 дюйма (бетонный слой) и 100 мм / 4 дюйма. Внутренняя перемычка толщиной в дюйм C-GRID, расположенная перпендикулярно к поверхностям панели, соединяет внутренние и внешние перемычки, обеспечивая усиление сдвига.

«Мы движемся в полную силу с этой концепцией», - говорит Карсон. «Мы добавляем новые продукты, чтобы удовлетворить рост числа приложений».

БЕТОН, АРМИРОВАННЫЙ ВОЛОКНОМ: ПРОЧНЫЙ

Использование коротких волокон в бетоне для улучшения свойств было признанной технологией на протяжении десятилетий - даже столетий, учитывая, что в Римской империи строительные растворы армировались конским волосом. Волокнистая арматура увеличивает ударную вязкость и пластичность бетона (способность пластически деформироваться без разрушения), неся часть нагрузки в случае разрушения матрицы и останавливая рост трещин.Доктор Виктор Ли из Мичиганского университета исследовал свойства высокоэффективных армированных волокном цементных композитов, очень высокоэффективного подмножества армированного волокнами бетона, и считает, что приемлемость этого материала будет расти, если эксплуатационные характеристики , сохраняется низкая стоимость и простота исполнения.

«Использование этого материала может привести к устранению сдвиговых арматурных стержней, что приведет к снижению материальных и трудовых затрат», - говорит Ли. «Более тонкая структура уменьшает объем материала и статическую нагрузку, а также упрощает транспортировку.Такое общее снижение затрат может легко оправдать стоимость армированного волокном материала ».

Официальное признание фибробетона стимулировало публикацию стандартов и руководств по его использованию за последние пять лет (см. CT июль / август 2001 г., стр. 44). С тех пор коммерческие приложения получили широкое распространение.

Гигант строительных материалов Lafarge SA (Париж, Франция) уже почти десять лет продвигает свой сверхвысококачественный армированный волокном бетонный материал под торговой маркой Ductal, ориентируясь на широкий спектр объектов гражданской инфраструктуры и архитектуры.Ductal представляет собой смесь портландцемента, микрокремнезема, кварцевой муки, мелкодисперсного кварцевого песка, пластификаторов, воды и стальных или органических волокон, обычно длиной 12 мм / 0,5 дюйма. Вик Перри, вице-президент / генеральный директор Ductal, говорит, что комбинация тонких порошков, выбранных по относительному размеру зерна, создает максимальное уплотнение во время отверждения, что приводит к полному отсутствию постоянной пористости, что практически исключает проникновение влаги и потенциальную коррозию стальных волокон. На всякий случай волокна поливинилового спирта (PVAL) обычно используются для архитектурных или декоративных применений, чтобы исключить любую возможность окрашивания поверхности, которое может возникнуть из-за ржавого стального волокна, и устранить абразивность там, где контакт с человеком вызывает беспокойство.Материалы продаются в наливных мешках производителям сборного железобетона или бетонных смесей.

«Добавление волокон заставляет материал деформироваться пластично и выдерживать растягивающие нагрузки», - говорит Перри. «Волокна обеспечивают прочность и улучшенные микроструктурные свойства».

В зависимости от типа используемого волокна прочность на сжатие Ductal колеблется от 150 до 200 МПа (от 21 750 до 29 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению со стандартным бетоном от 15 до 50 МПа (от 2175 до 7250 фунтов на квадратный дюйм).По словам Перри, испытанная прочность на изгиб составляет 40 МПа / 5800 фунтов на квадратный дюйм. Воздуховод, армированный стальными волокнами Forta компании Lafarge, использовался для строительства сборных железобетонных изделий и в нескольких конструкциях мостовых балок с предварительным напряжением. В Сен-Пьер-ла-Кур, Франция, был спроектирован автомобильный мост длиной 20 м / 65 футов с 10 двутавровыми балками Ductal, поддерживающими традиционную монолитную бетонную платформу толщиной 170 мм / 6,5 дюйма, армированную арматурой. Сборные железобетонные балки, не содержащие арматуры, имеют глубину 600 мм / 24 дюйма и были предварительно напряжены 13 мм / 0.5-дюймовые стальные многожильные кабели, размещенные в нижнем фланце. Перед заливкой Ductal в балочную форму к пряди прикладывается натяжение. Как только бетон покрывает пряди и материал начинает затвердевать, они разрезаются, что фактически создает напряжение сжатия в бетонной смеси.

Когда вы подвергаете предварительно напряженную балку любому изгибу, объясняет Перри, она не испытывает напряжения растяжения, а вместо этого «разжимается», значительно улучшая характеристики. Благодаря прочности Ductal для балок не требуется арматура, что значительно снижает вес на каждый фут.

Воздуховоды, поперечное сечение которых напоминает греческую заглавную букву «» (по сути, коробчатая балка без нижнего фланца), функционируют как настил и балки на экспериментальном мосту, установленном на испытательном треке Федерального управления шоссейных дорог США (FHWA). ) Лаборатория Тернера Фэрбэнка, чтобы исследовать пригодность проекта для будущего строительства шоссе. Балка / настил "Π" спроектированы так, чтобы выдерживать конфигурации нагрузки HL-93 Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO).

«Балки Ductal позволяют использовать более длинные пролеты при том же весе», - говорит Перри. «В конце концов, мы увидим фибробетон в балках и настилах мостов».

SI Бетонные системы. (Чаттануга, штат Теннеси) - производитель фиброармирования для бетона. SI предлагает Novomesh, Fibermesh и другие продукты из волокна, которые используются в качестве альтернативы вторичной арматуре из стальной проволочной сетки и легкой арматуре как в коммерческих, так и в жилых помещениях, говорит Хэл Пейн из SI, менеджер по стратегическим альянсам.SI предлагает полипропиленовые (ПП) волокна, стальные волокна, макросинтетические волокна и инженерные смеси. По словам Пейна, продукты SI из полипропиленового волокна имеют решающее значение для борьбы с трещинами пластической усадки «в раннем возрасте», чтобы предотвратить их перерастание в серьезные дефекты по мере затвердевания бетона. Novomesh 950 - это новый продукт для компании, состоящий из смеси грубых макросинтетических монофиламентных волокон и собранных фибриллированных микросинтетических волокон. По словам Пейна, продукт дает такой же хороший результат, как и стальная фибра, при использовании по назначению для плит перекрытия коммерческого назначения.

Kingspan (Шерберн, Малтон, Северный Йоркшир, Великобритания) - специалист по бетонным конструкциям, использующий добавки для фибры для бетона от Bekaert Building Products (Фридрихсдорф, Германия). Формованные стальные волокна Dramix компании Bekaert добавляют в бетон для изготовления полов и крыш без армирования стальных решеток. Сообщается, что этот продукт идеально подходит для стесненных строительных площадок, таких как трехэтажный комплекс Spurriergate, расположенный глубоко в историческом британском городе Йорк. Поскольку бетон не требует армирования стальной сеткой, стоимость стальной сетки и трудозатраты, необходимые для доставки громоздких рулонов, а затем резки и размещения их в многоэтажных зданиях перед заливкой бетона, полностью исключаются.Полы из бетона, армированного волокном, были уложены за одну операцию, просто путем подачи армированного волокном материала непосредственно на каждый этаж с помощью автоматизированного насосного оборудования.

В Австралии, Франции, Японии и США временные руководства по проектированию (перечисленные на боковой панели) теперь содержат рекомендации и допуски для армированного фибробетоном, что является важным фактором в его более широком признании проектировщиками, инженерами и лицами, принимающими решения по проектам на рынке инфраструктуры. . «Этот материал предлагает такие решения, как скорость строительства, улучшенный внешний вид, превосходная долговечность и устойчивость к коррозии», - заключает Перри.«Это приводит к сокращению затрат на техническое обслуживание и увеличению срока службы конструкции».

Примечание редактора: Следите за предстоящей статьей об использовании композитных материалов для ремонта инфраструктуры ( CT июнь 2005 г.) и будущими статьями о стержнях из стекловолокна и предварительно напряженных стержнях.

.

подкреплений - Откройте для себя композиты

  • Удар
  • сопротивление усталости
  • гибкий
  • низкая плотность

Полиэфирные и нейлоновые термопластические волокна недавно были введены как в качестве первичного армирования, так и в гибридной конфигурации со стекловолокном. К привлекательным характеристикам можно отнести низкую плотность, разумную стоимость и хорошее сопротивление удару и усталости. Хотя полиэфирные волокна обладают довольно высокой прочностью, их жесткость значительно ниже, чем у стекла.Более специализированные арматуры для высокопрочных и высокотемпературных применений включают металлы и оксиды металлов, такие как те, которые используются в самолетах или аэрокосмической отрасли.

ФОРМЫ УСИЛЕНИЯ - Как устроено волокно Независимо от материала, армирование доступно в различных формах для обслуживания широкого диапазона процессов и требований к конечному продукту. Материалы, поставляемые в качестве армирующего материала, включают ровинг, измельченное волокно, рубленые пряди, непрерывный, рубленый или термоформованный мат. Армирующие материалы могут быть спроектированы с уникальной архитектурой волокон и иметь предварительную форму (форму) в зависимости от требований к продукту и производственного процесса.Формы могут включать:

.

Армирование волокном для композитного материала FRP

Большая часть прочности композитов из стекловолокна обусловлена ​​типом, количеством и расположением армирования волокном. В то время как более 90% используемых арматурных материалов - это стекловолокно, другие арматуры удовлетворяют потребности различных областей применения.

Стекло

Наиболее распространенное армирование - стекло прочное, обладает хорошей термостойкостью и высокими электрическими свойствами. Для более ответственных нужд S-Glass предлагает более высокую термостойкость и примерно 1/3 прочности на разрыв (при более высокой стоимости).

Углеродное волокно

Углеродные волокна (графит) доступны с широким диапазоном свойств и цен. Углеродные волокна сочетают в себе легкий вес с очень высокой прочностью и модулем упругости (мера жесткости или жесткости). Для применений с высокой жесткостью эти арматуры трудно превзойти, с модулем упругости, равным стали. Также они обладают отличными усталостными свойствами. Углеродные волокна используются в основном в аэрокосмических деталях, где снижение веса является основной целью.Хотя стоимость ограничивает использование в коммерческих приложениях, это целесообразно там, где содержание материалов невелико, например, в спортивном оборудовании.

Арамид

Также известны как ароматические полиамидные волокна (Kevlar® или Twaron®), арамид обеспечивает высокую прочность и низкую плотность (на 40% ниже, чем у стекла), а также высокий модуль. Эти волокна могут быть включены во многие полимеры и широко используется в приложениях с высокой ударной нагрузкой, в том числе баллистической сопротивление.

Натуральные волокна

Натуральные волокна, такие как сизаль, конопля и лен, могут использоваться для некоторых приложения с низкими требованиями к прочности.Они ограничены применения, не требующие устойчивости к влаге или повышенной влажности.

Расположение волокон
Однонаправленный

Типы армирования:
Сплошная ровница

Процессы:
Непрерывная пултрузия, прессование

Двунаправленный

Типы армирования:
Ткани, Тканый ровинг

Процессы:
Ручная укладка

Многонаправленный

Типы армирования:
Рубленые пряди, непрерывные, мат из рубленых прядей, трехосная ткань

Процессы:
Прессование и литье под давлением, напорный мешок, преформа

Процент армирования стекловолокном увеличивает прочность в направлении ориентации волокон

Способ расположения отдельных прядей определяет как направление, так и уровень достижимой прочности.Три основных устройства - однонаправленный, двунаправленный и разнонаправленный.

Формы армирования
Арматура

поставляется в нескольких основных формах, чтобы обеспечить гибкость по стоимости, прочности, совместимости с системой смол и технологическим требованиям.

Сплошной ровничный станок

Поставляется в виде нескрученных нитей, скрученных в цилиндрическую упаковку для дальнейшая обработка. Непрерывную ровницу обычно измельчают для распыления, преформы или листовые формовочные смеси.В непрерывном виде используется в процессах пултрузии и намотки нитей.

Ровинг тканый

Это тяжелая драпируемая ткань различной ширины, толщины и веса. Тканый ровинг стоит меньше, чем обычная тканая ткань, и используется для обеспечения высокой прочности крупных конструктивных элементов, таких как резервуары и корпуса лодок. Тканый ровинг используется в основном при ручной укладке.

Ткани

Тканые материалы, изготовленные из волоконной пряжи, имеют более тонкую структуру, чем тканый ровинг.Они доступны в различных размерах и с весом от 2,5 до 18 унций на квадратный ярд, с различной ориентацией прочности.

Армирующий мат

Армирующий мат, изготовленный либо из непрерывных прядей, уложенных по спирали, либо из рубленых прядей, скрепляется смолистым связующим или сшивается механически. Эти маты используются для композитов средней прочности. Комбинированный мат, состоящий из плетеного ровинга и мата из рубленых прядей, скрепленных вместе, используется для экономии времени при ручной укладке.Гибридные маты из стекловолокна и углерода и арамидных волокон также доступны для более прочных армированных изделий.

Поверхностный мат

Покровный мат или вуаль - это мат из тонкого волокна, изготовленный из мононити и не считающийся армирующим материалом. Он используется для обеспечения хорошей отделки поверхности из-за его эффективности в блокировании рисунка волокон лежащего под ним мата или ткани. Поверхностный мат также используется на внутреннем слое антикоррозийных материалов для получения гладкой, насыщенной смолой поверхности

Рубленые волокна

Рубленые пряди или волокна доступны длиной от 1/8 дюйма до 2 дюймов. для смешивания со смолами и добавками для приготовления формовочных масс для прессование или литье под давлением и другие процессы.Различная поверхность применяются для обеспечения оптимальной совместимости с различными смоляные системы.

Ресурсы

.

Смотрите также

ООО ЛАНДЕФ © 2009 – 2020
105187, Москва, ул. Вольная д. 39, 4 этаж.
Карта сайта, XML.