Строительная отрасль активно внедряет новые технологии, пытаясь снизить стоимость материалов, повысить качество работ. Это касается способов укрепления бетонного монолита, здесь специалисты дискутируют на тему, какая арматура лучше – стеклопластиковая или металлическая? Чтобы разобраться в этом, необходимо изучить технические характеристики каждого материала и выяснить их преимущества друг перед другом.
Основные отличия и особенности применения
Стальная арматура – это металлическая жила с заданным сечением, прочность, коррозионная стойкость и упругость которой определяются свойствами примененной стали. Она имеет диаметр до 80 мм и ребристую поверхность для анкерных зацепов. Он поставляется в виде 12 метровых хлыстов, которые при необходимости разрезаются.
Композитное армирование осуществляется композитным прутом, в основе которого стеклопластиковое волокно, скрепленное полимерными смолами. На него напыляются минеральные материалы или навиваются волокна. Это делается для улучшения адгезии с бетоном, что повышает прочность монолита. Поставляется в виде отрезков или бухт, длиной до 100 м.
Металлическая и пластиковая арматура схожи, но существуют различия, которые учитываются при использовании. Стеклопластик намного легче и не подвергается коррозии. Поэтому он подходит малоэтажного строительства, фундаментов, зданий и сооружений на заболоченных почвах, других местах с высокой влажностью.
Металлическая арматура обладает повышенной упругостью, поэтому хорошо выдерживает кратковременные динамические нагрузки. Она не разрушается под воздействием высоких температур, поэтому применяется для строительства мостов, промышленных объектов, с повышенными требованиями по пожарной безопасности.
Преимущества и недостатки материалов
Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры определяется достоинствами и недостатками этих материалов. Это поможет сделать выбор для конкретного строительного проекта.
Среди плюсов стеклопластика — малый удельный вес и прочность, поэтому его легко доставлять на объект и работать, связывая сетки или каркасы. Другие преимущества композитного армирования:
- устойчивость к агрессивным воздействиям, она не боится морской воды, перепада температур, кислот или щелочей;
- не проводит электрический ток, поэтому хорошо проходит для жилых помещений, задний, где не требуется экранирование;
- не теряет своих свойств в широком диапазоне температур от -60 до +90ºС;
- большой выбор типоразмеров, при необходимости можно заказать любой нужный диаметр;
- для скрепления прутов не требуется сварки, достаточно пластиковых хомутов;
- прочность на разрыв превышает данный показатель у металлического аналога.
Этот материал имеет и недостатки:
- ее невозможно изогнуть непосредственно при создании армирующей конструкции, поэтому приходится заказывать гнутые элементы на заводе;
- сравнительно низкий модуль упругости;
- смола, применяемая для производства стеклопластика, воспламеняется при температуре около 200ºС, что недопустимо при повышенной пожароопасности.
Металлическая арматура – классический материал. Именно она чаще используется в производстве железобетонных конструкций, для объектов промышленного назначения, тяжелых фундаментов. Без нее не обойтись при строительстве сооружений с повышенной пожарной опасностью, под высоким поперечным сжатием или динамическими нагрузками. К преимуществам стальной арматуры относят:
- прочность;
- модуль упругости, превышающий в 4 раза аналогичный у стеклопластика;
- возможность сгибания металлического хлыста под любым углом;
- длительность эксплуатации, при правильном защитном слое бетона.
Арматура из металлического прута имеет и недостатки, из-за которых строителям приходится искать альтернативные материалы:
- высокий удельный вес, поставка в 12 метровых прутах;
- незащищенные бетонным слоем элементы разрушаются коррозией;
- для монтажа железа требуется сварка, в некоторых случаях спецтехника.
Сравнение характеристик
Чтобы выбрать между металлической и композитной арматурой, необходимо сравнить их характеристики. Подробнее можно узнать из таблицы:
| Характеристики | Металлическая арматура | Стеклопластиковая арматура |
|---|---|---|
| Временное сопротивление при растяжении | 360 МПа | 1200 МПа |
| Модуль упругости | 200000 МПа | 55000 МПа |
| Относительное удлинение | 25% | 2,2% |
| Характер поведения под нагрузкой (зависимость "напряжение-деформация") | Кривая линия с площадкой текучести | Прямая линия с упруголинейной зависимостью до разрушения |
| Плотность | 7 т/м³ | 1,9 т/м³ |
| Коррозийная стойкость | Коррозирует с выделением продуктов ржавчины | Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона |
| Теплопроводность | 47 Вт/м⁰С | 0,35 Вт/м⁰С |
| Электропроводность | Электропроводна | Диэлектрик |
| Экологичность | Экологична | Не выделяет вредных и токсичных веществ |
| Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м² | При использовании 8А-III размер ячейки 14х14 см. Вес 5,5 кг/м² | При использовании АНК-СП 8 размер ячейки 23х23 см. Вес 0,61 кг/м². Уменьшение веса в 9 раз |
Каждый из материалов имеет свои достоинства, например, стеклопластик более устойчив к разрывам, но имеет меньший модуль упругости, чем сталь. При проектировании здания и сооружений это учитывается, чтобы при минимальном количестве материалов получить нужную прочность.
Резюме
При сопоставимых характеристиках материалов, основное внимание обращается на цену. Она выше у стеклопластиковой арматуры, но это на первый взгляд. Например, если для армирования бетона по проекту нужно использовать металлический пруток 6 мм, то его можно заменить стеклопластиковым 4 мм. В одной тонне окажется 4504 погонных метра стальной арматуры. В стеклопластиковой – 50000 пог. м. В результате стоимость армирования окажется приблизительно одинаковой. Также, применение пластика уменьшает общий вес конструкции, что снижает давление на фундамент и грунт.
По характеристикам тоже нельзя дать однозначный ответ – для конкретного проекта требуется отдельный анализ технических условий. Стеклопластик подойдет для армопояса, укрепления стен зданий. Он используется для фундаментов в малоэтажном строительстве, особенно на влажных грунтах. Для крупных зданий лучше использовать металлическую арматуру, благодаря большему модулю упругости.
