Полимерная композитная арматура: состав, виды, характеристики и сфера применения

Композитная арматура — современный армирующий материал, который постепенно расширяет области применения благодаря развитию технологий производства полимеров. Она отличается от традиционной стальной арматуры сырьем, структурой, весом и рядом технических характеристик. Производство регламентируется ГОСТ 31938-2012 и техническими условиями изготовителей.

Несмотря на то, что композитная арматура не является абсолютно новым материалом, именно сегодня она получила широкое распространение в дорожном, промышленном и малоэтажном строительстве.

Основные составляющие композитной арматуры

Полимерная композитная арматура состоит минимум из двух компонентов:

• матрица — связующее вещество;
• армирующий наполнитель — волокнистый упрочняющий элемент.

Их сочетание формирует единую структуру, обеспечивающую заданные эксплуатационные характеристики.

Матрица

В качестве матрицы используются термореактивные смолы:

• полиэфирные;
• эпоксидные;
• винилэфирные;
• фенольные.

После отверждения они образуют жесткую пространственную сетчатую структуру, отвечающую за передачу нагрузок между волокнами и устойчивость к влаге, химическим веществам и температурным воздействиям.

Армирующие наполнители

Наполнители представляют собой непрерывные или штапельные волокна. В зависимости от сырья различают:

• Стеклянные волокна — используются в стеклокомпозитной арматуре (АСК).
• Базальтовые волокна — применяются в базальтокомпозитной арматуре (АБК).
• Углеродные волокна — формируют углекомпозитную арматуру (АУК).
• Арамидные волокна — используются в арамидокомпозитной арматуре (ААК).
• Комбинированные наполнители — сочетают несколько видов волокон (АКК).

Классификация композитной арматуры

• АСК (АСП) — стеклокомпозитная, оптимальное сочетание прочности и стоимости.
• АБК (АБП) — базальтокомпозитная, повышенная износостойкость.
• АУК (АУП) — углекомпозитная, высокая прочность при высокой цене.
• ААК (ААП) — арамидокомпозитная.
• АКК — комбинированная.

Основные характеристики различных типов

Конструктивные особенности

Композитная арматура обычно изготавливается с периодическим профилем и включает:

• Силовой стержень — основной несущий элемент.
• Анкеровочный слой — намотка волокон под углом к оси стержня для улучшения сцепления с бетоном.

Основные параметры изделия:

• Наружный диаметр (по выступам);
• Номинальный диаметр (для расчетов);
• Шаг профиля.

Преимущества композитной арматуры

• Химическая стойкость — устойчивость к морской воде, кислотам и щелочам.
• Низкая теплопроводность — отсутствие мостиков холода.
• Малый вес — в 5–10 раз легче стали.
• Устойчивость к низким температурам.
• Диэлектрические свойства и радиопрозрачность.
• Высокая скорость резки и монтажа.

Ограничения применения

• Низкий модуль упругости по сравнению со сталью.
• Невозможность гибки под малым углом на площадке.
• Отсутствие возможности сварки каркасов.
• Низкая огнестойкость.
• Постепенное старение материала.

Поэтому в ответственных вертикальных конструкциях часто применяются комбинированные решения.

Сфера применения

Композитная арматура наиболее эффективна там, где использование металла нежелательно:

• Фундаменты в агрессивной среде;
• Берегоукрепление и гидротехнические сооружения;
• Дорожное строительство;
• Укрепление грунтов и насыпей;
• Стяжки полов;
• Гибкие связи в кладке и фасадных системах;
• Крупногабаритные резервуары.

Для традиционных несущих конструкций по-прежнему широко применяется стальная арматура. Перед началом работ важно заранее купить арматуру, соответствующую расчетным требованиям проекта.

Заключение

Полимерная композитная арматура — технологичный материал с высокой коррозионной стойкостью и малым весом. Она особенно востребована в агрессивных средах и объектах с повышенными требованиями к теплоизоляции и электромагнитной нейтральности.

Однако из-за ограниченного модуля упругости и низкой огнестойкости композитная арматура пока не является полной заменой стали. Грамотный выбор материала с учетом условий эксплуатации и расчетных нагрузок обеспечивает долговечность и надежность строительных конструкций.