Содержание
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 (термической обработки) волокон органики специализированных веществ – прекурсоров. Их подбирают в виду того, 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 свойствами по сравнению со сделанными из стекла и базальтовыми волокнами. Исходя из этого, физико-технические свойства углепластикового композита значительно больше, чем у заменителей.
| Название показателя | 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 если сравнивать 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 для 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 при большом желании 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. Сооружение 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 сооружении срубовых домов, бань или альтанок. И, как говорят отзывы, углепластик превосходно 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, разным микроорганизмам.
2. Безусловный 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 превышает 0,5 Вт/м*К, в то время как подобный критерий стали равён 47 Вт/м*К.
5. Большая прочность – выдержит большие нагрузки, устойчивая на излом, к влияниям механики, по этому при замене стальной можно применять карбонокомпозит с меньшим диаметром.
Некоторые физические характеристики совсем не уступают показателям 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 откровенно, 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 широкий опыт и база знаний по ней, известны различные параметры, включая служебный срок. Арматура из карбонопластиковой смеси до этих пор абсолютно никак не изучена и точный срок 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, по 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, по 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.
Сопоставление 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 сооружении 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, по 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, по 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 значительно 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 довольно легко, устанавливать ее еще легче».