Гибкие элементы арматуры: металл vs композит

Армирование конструкций применяется практически во всех областях современного строительства. Армирование – это способ усиления несущей конструкции посредством создания «скелета», связывающего элементы в единое целое. Требования к такому «скелету» соответствующие – прочность, упругость, долговечность. Элементы арматуры подразделяются на гибкие (отдельные стержни или сетки, например – кладочная сетка) и жесткие (уголки, швелеры, двутавры).

Долгое время самым прочным известным материалом был металл. Благодаря развитию металлургии стало возможно высотное строительство, применение железобетонных монолитных технологий, создание сложных инженерных сооружений, а главное – применение металла способствовало развитию технологических процессов производства и монтажа строительных конструкций, сократило временные затраты и сделало конструкции более надежными.

Значение металлов как материала для создания прочного «скелета» сложно переоценить, тем не менее, даже такой материал не лишен недостатков. Есть у металлов и их сплавов свойства, которые являются негативными факторами применительно к их использованию в строительстве для создания конструктивных элементов: большой вес, окисляемость, способность вступать в нежелательные химические реакции, высокая теплопроводность, электропроводность. Некоторые из этих особенностей корректируются при помощи изолирующих материалов и покрытий (например, оцинковка  – для повышения коррозионной стойкости) или создание сплавов с структурой, позволяющей уменьшить вес конструкций, но в целом изменить природные свойства металлов затруднительно.

Попытки поиска решений для устранения недостатков металла при сохранении его позитивных строительных характеристик привели к созданию технологии композитных материалов. В сфере гибких армирующих элементов была разработана композитная арматура на основе неметаллических волокон с полимерным связующим:

  • базальтовые волокна (базальтопластиковая арматура – АБП)
  • стеклянные волокна (стеклопластиковая арматура – АСП)
  • углеродные волокна (углепластиковая арматура)

стеклопластиковая кладочная сетка "Композит 21"

Сфера применения гибкой композитной арматуры

Композитная арматура находит применение в следующих областях строительства:

  • армирование кладки из строительных камней – керамический и силикатный кирпич, ячеистый бетон и пр.
  • армирование гидротехнических сооружений, откосов
  • армирование дорожных покрытий
  • армирование при производстве бетонных работ – выполнение стяжек, проведение связевых работ и пр.
  • армирование декоративных гипсовых и бетонных элементов
  • при производстве ремонта поверхностей железобетонных и каменных конструкций

Преимущества гибкой композитной арматуры:

  • высокий предел прочности на разрыв (в среднем в 3 раза больше, чем у стальной арматуры), что позволяет использовать материал в сейсмоустойчивых конструкциях
  • коррозионная стойкость, не подвержена негативному воздействию воды, солей и щелочей, соответственно, более долговечна по сравнению с металлической арматурой
  • низкая тепло и электропроводность – не создаёт «мостиков холода», магнитных полей и помех радиоволнам
  • равный коэффициент теплового расширения с бетоном – препятствует трещинообразованию при значительных перепадах температур
  • прочность сцепления с бетонами и растворами благодаря шероховатому покрытию
  • малый вес относительно металлической арматуры
  • высокая транспортабельность (арматура малого диаметра перевозится в бухтах)
  • экологически чистый материал, не токсичен, не абсорбирует радиоактивные вещества
  • цена композитной арматуры ниже металлической на 10-30%

Благодаря своим качествам наибольшее распространение гибкая композитная арматура получила в виде кладочной сетки, особенно в сфере малоэтажного строительства. Для различных видов строительных камней, а, следовательно, и толщины каменной кладки применяется кладочная сетка различной ширины. Для определения расхода материала рекомендуется произвести предварительный расчёт кладочной сетки на строительном калькуляторе.

Недостатки гибкой композитной арматуры:

  • низкая жесткость, при использовании в бетонных конструкциях коэффициент армирования в 4 раза выше, чем при применении стальной арматуры
  • низкая теплостойкость (150-300 °С против 500 °С у металлической арматуры)
  • разрушение при растяжении носит хрупкий характер, для восстановления формы требуется нагрев
  • при монтаже требуется фиксирование (плохо удерживает форму)
  • при резке стеклопластиковой арматуры образуется пыль из игл стекловолокна, требуются усиленные меры по защите дыхательных путей, глаз и кожного покрова