Применение композитной арматуры

Технические  характеристики  позволяют  применять  ее  в  промышленно-гражданском  строительстве  и  поверхностных  слоях  бетонной  конструкции,  для  дорожного  строительства,  усиления  мостов,  в  конструкциях,  работающих  в  условиях  ускоренной  коррозии.

Стеклопластиковая арматура для бетона

На сегодняшний день арматура из стеклопластика (АСП) широко применяется в гражданском и промышленном строительстве. Это обусловлено целым рядом факторов:

  1. низкий удельный вес АСП;
  2. высокая коррозийная стойкость;
  3. низкая теплопроводность композитных материалов;
  4. высокая прочность АСП, в несколько раз превышающая прочность стальной арматуры;
  5. диэлектричность стеклопластиковой арматуры.

Как известно, главный недостаток традиционной арматуры из низкоуглеродистой стали – это низкий показатель устойчивости к коррозии, это ограничивает ее использование при строительстве морских сооружений и конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды. Применение поверхностного стеклопластикового армирования может решить проблему долговечности морских сооружений – в таком случае бетон не подвергается воздействию агрессивной среды.

Перспективы использования АСП для армирования бетонных конструкций рассмотрены во многих исследовательских работах отечественных НИИ (например, НИИЖБ, ХИСИ СибНИИЭ и т.д.), а также подтверждены многолетним опытом зарубежных стран.

Стеклопластиковое армирование

Армирование конструкций стеклопластиковой арматурой бывает трех основных видов: внутренним, внешним и комбинированным.

1. Внутреннее армирование АСП.

Основная область применения – для армирования конструкций, в которых среда агрессивна к арматуре, а не к бетону, что затрудняет использование стальной арматуры. Внутреннее неметаллическое армирование бывает:

  1. Дискретным – армирование осуществляется стеклопластиковыми стержнями, равнозначными стальным по прочности.
  2. Дисперсным – армирование производится путем добавления в бетонную смесь рубленных стеклопластиковых волокон (фибр). В таком случае волокна распределяются в бетоне хаотично, однако при использовании специальных мер можно добиться того, что фибры будут иметь определенное направление.

2. Внешнее армирование АСП.

Основная область применения – при строительстве сооружений, где среда является агрессивной к бетону. Внешнее армирование основано на использовании внешней листовой арматуры, создающей защитную воздухонепроницаемую и водонепроницаемую оболочку для бетона и выполняющую свою непосредственную армирующую функцию.

Внешнее армирование АСП бывает:

  1. Сплошным – выполняется при помощи сплошного листового материала;
  2. Дискретным – осуществляется с использованием отдельных полосок или сеток.

Бетонные конструкции в стеклопластиковых оболочках изготавливаются двумя основными способами. В первом случае оболочка из АСП наносится на предварительно высушенные бетонные элементы путем обматывания, а во втором – стеклопластиковая оболочка изготавливается заранее, а впоследствии заливается бетонной смесью.

3. Комбинированное армирование АСП.

При возведении конструкций, в которых для восприятия механических нагрузок недостаточно только внешнего армирования, дополнительно может применяться внутренняя стержневая арматура, причем она может быть как пластиковой, так и стальной.

Предварительное напряжение арматуры

Применение АСП целесообразно только в предварительно напряженных конструкциях, так как модуль деформации стеклопластиковых стержней в несколько раз меньше (в 4-5 раз), чем металлических. В случаях с арматурой из стеклопластика чаще всего применяются три основных способа предварительного напряжения бетонных конструкций:

Натяжение на упоры.

Данный способ предполагает вытягивание арматуры на нужную величину при помощи специальных приспособлений с последующим бетонированием и термовлажностной обработкой бетона для более быстрого отвердения.

Натяжение на бетон.

При натяжении стеклопластиковой арматуры на бетон в последнем проделываются специальные каналы для прокладки АСП. Натяжение арматуры осуществляется при помощи гидравлических домкратов. Для закрепления арматуры в каналы инъецируется петролатум.

Непрерывная навивка.

Данный способ, который, к слову сказать, не нашел широкого применения в современном строительстве, заключается в навивке на бетонное изделие гибких стержней или лент из стеклопластика.

Влияние температур на прочность арматуры

Показатель прочности АСП изменяется пропорционально изменению температуры:

  1. При понижении температуры до -40 градусов по Цельсию прочность стеклопластиковой арматуры увеличивает приблизительно на 40%
  2. При увеличении температуры свыше +20 градусов по Цельсию (вплоть до +300) прочность АСП постепенно уменьшается на 60%.

Изменение характеристик прочности АСП, происходящие вследствие колебания температур в пределах -40…+300 градусов Цельсия, являются обратимыми.

Стеклопластиковая арматура и ремонт ЖБК

Традиционно для восстановления ЖБ конструкций используются достаточно трудоемкие и затратные методы, зачастую требующие остановки производства. В сравнении с ними, внешнее стеклопластиковое армирование отличается не только повышенной коррозийной стойкостью и высокой прочностью, но и малыми сроками ремонтных работ. Именно эти показатели обуславливают рациональность применения ПАК для восстановления и усиления несущих элементов ЖБ сооружений.

В завершении стоит отметить, что использование стеклопластиковой арматуры, благодаря ее высокой коррозийной стойкости, не только существенно продляет срок эксплуатации бетонных конструкций, но и практически ликвидирует затраты на капитальные ремонты сооружений.