Что такое арматура из углепластика? Весь обзор

Углеродные волокна подтвердили собственную полезность и их часто применяют во многих продуктах бытовой, промышленной и сферы строительства. Одним из направленностей считается выпуск композитных полимерных изделий из арматуры, которые производственники продвигают как неплохую альтернативу металлопрокату.

Характеристики и области использования

Согласно ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армировки конструкций из бетона. Общие техусловия» в качестве упрочняющих волокон могут применяться 4-ре вида непрерывных или штапельных нитей:

• Арамидные из полиамидных материалов.
• Стеклянные, изготавливаемые из расплава неорганического стекла.
• Базальтовые, изготавливающиеся из вулканических пород.
• Углеродные, получаемые методом пиролиза (термические обработки) волокон органики специализированных веществ – прекурсоров. Их подбирают благодаря тому, что они содержат от 90 % и более массы углерода.

Волокна восполняются термореактивными связующими смолами группы эпоксидов или полиэстеров. Собственно благодаря этому готовая продукция относится к категории «неметаллическая арматура на композитной основе» и, не обращая внимания на заверения изготовителей, не может быть приравнена к стальному арматурному прокату.

Исследования показывают, что углеродная нить обладает прекрасными параметрами по сравнению со сделанными из стекла и базальтовыми волокнами. Исходя из этого, физико-технические свойства углепластикового композита значительно больше, чем у заменителей.

Название критерия	Стеклопластик	Базальтокомпозит	Углекомпозит	Арамидокомпозит
Прочностный предел при растяжении, МПа	800-1000	800-1200	1400-2000	1400
Модуль упругости при растяжении, ГПа	45-50	50-60	130-150	70
Прочностный предел при сжатии, МПа	300	300	300	300
Прочностный предел при поперечном срезе, МПа	150	150	350	190

Большинство менеджеров и потребителей путают все 4-ре вида композита, хотя из таблицы видно, что характеристики арматуры из стеклоплпстика очень посредственные в сравнении с углепластиком.

По этим критериям как прочностный предел и модуль упругости карбоновые волокна делятся на:

• Материал общего назначения.
• Очень прочные.
• Сверхвысокомодульные.
• Высокомодульные.
• Среднемодульные.

Арматура на композитной основе изготавливается из первых 2-ух разновидностей. Внешне изделия которые уже готовы схожи с металлическим прокатом – стержни круглого сечения диаметром 4-32 мм с периодическим профилем. Рифление выходит за счёт намотки углеволоконного жгута. Сверху продукт покрывается слоем термореактивной смолы в целях защиты нитей от губительных моментов. Некоторые заводы (Гален, ТДКМ) рекомендуют варианты с гладкой или рифленой поверхностью и песчаной обсыпкой для улучшения схватывания с раствором бетона.

Есть мнение, что углепластиковая арматура может быть только черной. Заявление неправильно, так как если появится желание заводы делают композитную продукцию в любом из 12 ключевых колеров: красную, синюю, зеленую и так дальше.

Производственники рекомендуют использовать углекомпозит в таких областях:

1. Строительство невысоких строений (фундамент, стены монолитные и многослойные, перегородки).

2. Сооружение разных устройств коммунального и бытового характера (канализационные колодцы, системы канализации, теплицы).

3. Строительство мостов, настилов, элементов опоры.

4. Устройство полотна дороги, тротуаров.

5. Производство фасонных изделий и остальные.

Некоторые рабочие умудряются успешно применять карбоновый композит в оригинальных решениях: при анкеровании многослойных стен, для замены уголков из металла, нагелей при строительстве срубовых домов, бань или альтанок. И, как говорят отзывы, углепластик прекрасно возмещает минусы металла (коррозия и так далее).

Композитную арматуру можно приобрести в виде стержней длиной до 12 м или бухтами по 50-200 метров в намотке. Для фиксирования (вязки) во время сборки каркаса применяются хомуты из ПВХ или вязальная проволока в толщине не больше 4 мм.

Плюсы и минусы

О стальной арматуре известно все. А вот композитные армирующие прутья для потребителей – загадка. Производственники говорят о следующих плюсах углепластиковой продукции:

1. Химическая и биологическая стойкость материала. Композитные изделия инертны к воде, кислотам, щелочам, самым разным микроорганизмам.

2. Полный диэлектрик. Конструкция с углепластиком радиопрозрачна и магнитоинтерна, не проводит электричество.

3. Небольшой вес. Масса углепластиковой арматурин в 5-7 раз меньше стали, благодаря чему становится легче доставка, а монтаж выполняется легко и быстро одним работником.

4. Большая теплоемкость. Показатель теплопроводимости углекомпозита не будет больше 0,5 Вт/м*К, в то время как подобный критерий стали равён 47 Вт/м*К.

5. Большая прочность – выдержит большие нагрузки, стойкая на излом, к влияниям механики, благодаря этому при замене стальной можно применять карбонокомпозит небольшого диаметра.

Некоторые физические характеристики совсем не уступают критериям металла. Но демонстрируемые изготовителями данные исследований опираются на данные волокна, а не готового стержня. В отличии от изделий из стали, в арматуре на композитной основе сечение волокна не равно диаметру прута, не менее 25-50% объема приходится на искусственную смолу или, говоря проще, полимеризованный пластик. Настоящие данные по процентному соотношению отсутствует, так же как и подходящие нормы, ТУ для испытаний и иная документация. Все это заставляет сомневаться, а допускается ли замена пирона 8 мм на углекомпозит того же диаметра или требуется пересчет?

6. Работа в большом температурном диапазоне: от -70 до +400°C. В действительности любой пластик при морозе ниже -10 °С получается хрупким. А если температурный уровень опустится ниже -30 °С, то каркас может просто раскрошиться при самом небольшом увеличении нагрузки. Что касается верхнего предела, тут вопрос в сомнительной стойкости к огню материала. Искусственные полимерные материалы начинают плавится при температуре от +120 °С и выше, стержни быстро потеряют форму, «потекут».

7. Долговечность – до пятидесяти лет. Арматура из стали применяется уже больше ста лет, собран обширный опыт и база знаний по ней, известны самые разные параметры, включая служебный срок. Арматура из карбонопластиковой смеси до этого времени абсолютно никак не изучена и точный период эксплуатации неизвестен, только предполагаемый.

8. обычный монтаж с помощью хомутов из пластика. Очень качественным методом фиксации компонентов считается сварка. Следом идет вязка проволокой диаметром от 1,4 мм. Гибкие пластиковые полосы определенно не держат тех же нагрузок, что и сталь, благодаря этому большая прочность подобных соединений – не больше чем миф.

Подытоживая, напомним, что действительных достоинств у арматуры из композита чуть-чуть – 4-ре позиции. В копилке минусов:

• Ломкость. При изгибании продукция быстро потрескается, ломается, благодаря этому криволинейные конструкции и углы из нее укреплять не выйдет. Собственно благодаря этому факта карбонопластик получает отрицательные отзывы.
• Отсутствие нормативной и расчетной базы.
• Большая цена. Даже при равнопрочной замене стоимость стали значительно ниже, что утверждает нижеприведенная таблица.

Сравнивание стоимости композитной и арматуры из металла:

Диаметр продукции, мм	Цена АМ, рубли/метр погонный	Цена АУК, рубли/метр погонный
6	11	11
8	13	14
10	18	20
12	25	28
14	30	36
16	48	55
18	55	67

Аналогичным образом, углепластик лучше применять в узкоспециализированном строительстве и при строительстве не нагружаемых конструкций.

Мнения людей

«Летом первый раз столкнулся с углекомпозитной арматурной продукцией. Задумал строить профнастиловый забор и на фундамент мелкозаглубленный потребовался каркас из тонких стержней. У меня легковая машина, благодаря этому металл брать не хотелось – тяжело его везти на крыше. В первую очередь думал приобрести базальтопластиковую арматуру, но продавец предложил попробовать карбоновый композит, который по свойствам намного крепче. 3 бухты по 100 м легко поместилась в багажнике. Минус заметил при заливке – изделия гибкие и смесь бетона при попадании в опалубку чуть-чуть сдвигает каркас. В остальном углекомпозит показал себя хорошо».

Игорь Фомичев, Сталинград.

«Заказал коттеджное строительство из пеноблока. Материал гигроскопичный, благодаря этому с наружной стороны дополнительно стены облицовывались кирпичом с внутренним утеплением пенополистиролом. Вышла такая колодезная укладка. Для связки всех слоев применяли стержни углекомпозитной арматуры. Работать с ней более проще, чем с железной, а разница в прочности невелика».

«Когда в квартире делали комплексный ремонт, для ускорения заказал гарцовку и менеджер посоветовал приобрести углекомпозитную арматуру. Можно было и стеклокомпозит, но карбоновая продукция очень прочная. Сетку выполнили мелкоячеистой, чтобы сделать больше надежность и убрать любые подвижки».

«Строил дом из керамзита и прораб порекомендовал приобрести углепластиковые прутья для армировки стен взамен железных. По впечатлениям арматура на композитной основе хорошо проявляет себя в подобных конструкциях. Режется сравнительно просто, устанавливать ее еще легче».