Kompozitna armatura od stakloplastike. Prednosti i nedostaci armature od fiberglasa Područja primjene armature od fiberglasa

Armatura od stakloplastike ili kompozita je alternativa čeličnim proizvodima i koristi se za ojačavanje betona u slučajevima kada se postavljaju posebni zahtjevi na njihova fizička i kemijska svojstva. Fiberglas se ne kvari od vlage, njegova težina je 9 puta manja od težine čelika iste čvrstoće. Indikatori toplinske provodljivosti pomažu u smanjenju gubitka topline, a raspon temperature je od -70 do 120 stupnjeva. Ovaj materijal se koristi za armiranje betonskih rezervoara u hemijskim postrojenjima, nosače mostova i temelje. Pogodan je za lijepljenje višeslojnih zidanih zidova i jačanje podova i estriha. Fiberglas se koristi u cestogradnji za izgradnju nasipa i pokrivača.

Tehnologija proizvodnje

Glavne komponente šipki od stakloplastike su fiberglas i epoksidna smola. Prvo se niti impregniraju ljepilom, a zatim se podvrgavaju procesu polimerizacije. Da biste to učinili, provlače se kroz kalupe potrebnog promjera. U završnoj fazi, na glatku površinu se nanosi reljef valjanjem između valjaka koji imaju odgovarajuću nabornost. Na taj način se dobijaju šipke svijetložute boje koje imaju optimalno prianjanje na beton. Proizvodi imaju prečnik od 4 mm do 2 cm. Pored stakloplastike, u proizvodnji se koriste bazaltna, karbonska i aramidna vlakna. U ovom slučaju, proizvodi se razlikuju po boji i mogu imati uzdužna rebra. Za dobivanje konstrukcija od armature, stakloplastike se lijepe plastičnim elementima.

Prednosti i nedostaci proizvoda od fiberglasa

Proizvodi od stakloplastike karakteriziraju povećana vlačna čvrstoća i po ovom pokazatelju su tri puta bolji od čelične armature. Gustoća fiberglasa je mnogo manja od metala, a samim tim i težina je mnogo manja, što omogućava olakšanje betonske konstrukcije. Značajna prednost je što plastika ne hrđa, čak i ako dođe u dodir s vodom, uključujući i morsku. Materijal ne reagira na djelovanje alkalija, kiselina i drugih aktivnih hemikalija. Ne ruši se na hladnoći i može izdržati neograničen broj ciklusa zamrzavanja/odmrzavanja. Fiberglas ima nisku toplinsku provodljivost, što pomaže poboljšanju ove karakteristike betonskih proizvoda s kompozitnim ojačanjem. Osim toga, kompoziti i beton imaju približno isti koeficijent toplinskog širenja, pa takve konstrukcije nisu podložne pucanju. Priključci su dielektrični i ne ometaju radio talase. Može se proizvoditi u bilo kojoj izmjerenoj dužini. Zahvaljujući posebnim svojstvima epoksidne smole, dugi proizvodi se mogu namotati u zavojnice, a zatim vratiti u prvobitno ravno stanje, uz zadržavanje integriteta i svih karakteristika čvrstoće.

Stakloplastika je značajno inferiornija od čelika u elastičnosti, odnosno, prilično se lako savija. Iz tog razloga, njegova upotreba u podovima mora biti praćena pažljivim proračunima. Materijal je vatrootporan, ali na temperaturi od oko 600 stepeni omekšava i gubi mehanička svojstva. U opasnim industrijama potrebno je osigurati toplinsku zaštitu konstrukcija s takvom armaturom. Čvrstoća kompozitnih spojeva pri stvaranju rešetke ostavlja mnogo da se poželi. Alternativno, čelične šipke su pričvršćene na krajeve stakloplastike i zavarene. Prilikom izrade konstrukcija posebnog oblika potrebno je naručiti armaturu s određenim savijanjem, jer joj na licu mjesta neće biti moguće dati potreban izgled.

Unatoč činjenici da je kompozitna armatura pozicionirana na tržištu kao najnoviji i visokotehnološki materijal, prva iskustva njegove upotrebe poznata su još od 70-ih godina prošlog stoljeća. Iz različitih razloga, ova vrsta materijala nije bila široko korištena u SSSR-u, iako se prilično aktivno koristila u inozemstvu. Stoga je ovo prilično nov materijal za Rusiju. Proučit ćemo prednosti i nedostatke, kao i operativne karakteristike ove vrste okova, na osnovu stvarnih pokazatelja. Za početak, pogledajmo pobliže što je kompozitna armatura, poznata i kao plastična armatura, a poznata i kao polimerna armatura.

Šta je kompozitna armatura

Ovo je armatura, čiji materijal su šipke od staklenih ili bazaltnih vlakana, impregnirane vezivom na bazi polimera. Postoje i opcije za proizvodnju proizvoda od karbonskih i aramidnih vlakana. Prema materijalu koji se koristi u proizvodnji, takve šipke za ojačanje nazivaju se staklenim, bazaltnim ili karbonskim vlaknima. Izvana je prilično lako odrediti materijal proizvodnje: armatura od stakloplastike je svijetla sa žućkastom nijansom, bazalt i šipke od karbonskih vlakana su crne. Kao i metalna armatura, kompozitne šipke imaju periodični poprečni presjek kako bi se osigurali potrebni radni uvjeti kao dio armiranobetonske konstrukcije.

Kompozitna armatura

Neki proizvođači, kako bi vizualno razlikovali armature različitih promjera i postigli atraktivan izgled, uvode obojene pigmente u sirovinu.

Neki proizvođači navode da obojene šipke imaju poboljšane tehničke karakteristike. Ovo nije istina. Pigmenti, osim dekorativnog efekta, ni na koji način ne utiču na kvalitet ili performanse okova.

Vrste kompozitne armature

• Fiberglass (FRP) - proizvodi se miješanjem staklenih vlakana sa termoreaktivnim smolama, koje djeluju kao vezivo. Posebnost ovog tipa je visoka čvrstoća s malom težinom;
• Bazalt-plastika (BBP) - koristi bazaltna vlakna kao bazu i organske smole kao vezivo. Prednost ovog tipa je visoka otpornost na agresivne hemijske sredine: alkalije, kiseline, gasove i soli;
• Plastika ojačana karbonskim vlaknima (CFF) - sastoji se od ugljikovodičnih vlakana i zbog visoke cijene nije u velikoj potražnji;

• Kombinirani (AKK) - sastoji se od vlakana od stakloplastike i bazaltnih vlakana.

Polimerno ojačanje

Kompozitna armatura uključuje različite polimere kao veziva. Stoga se kompozitna armatura naziva i polimerna armatura ili polimer kompozitna armatura. Budući da je kompozitni materijal nosiv, a polimer služi samo za vezivanje kompozitnih vlakana, naziv „kompozitna armatura” je postao rašireniji.

Plastični elementi

Graditelji koji govore engleski nazivaju kompozitnu armaturu FRP armaturom - od engleskog. Plastična armatura ojačana vlaknima. Odatle dolazi oznaka kompozitne armature kao plastike. Ponekad nastaje zabuna zbog činjenice da se armatura od stakloplastike naziva plastikom i obrnuto. U stvari, izraz "plastična armatura" znači isto što i "kompozitna armatura".

Prednosti kompozitne armature

Kompozitna armatura ubrzano osvaja građevinsko tržište, zahvaljujući svojim izvanrednim karakteristikama, i zamjenjuje konvencionalnu metalnu armaturu. Glavne prednosti kompozitne armature:

• Otpornost na koroziju, otpornost na vlagu i agresivne tekućine značajno povećava trajnost konstrukcija.
• Značajna specifična čvrstoća (visoka vlačna čvrstoća u odnosu na gustinu materijala) premašuje pokazatelje čelične armature klase A III za 10-15 puta.
• Niska toplotna provodljivost. Ovo svojstvo vam omogućava da izbjegnete pojavu hladnih mostova u masi konstrukcije.
• Dielektričnost povećava električnu sigurnost prostorija i eliminiše smetnje tokom prolaska radio talasa.
• Relativno niska cijena.
• Lakoća transporta zbog male težine. Kompozitna armatura malih prečnika može se transportovati u kolutima.

Zavojnica kompozitne armature lako se uklapa u prtljažnik automobila

Nedostaci kompozitne armature.

Kao i svaki građevinski materijal, uz svoje neosporne prednosti, kompozitna armatura nije bez nekih nedostataka koji se moraju uzeti u obzir pri projektiranju armiranobetonskih konstrukcija. Nedostaci kompozitne armature uključuju:

• Nizak modul elastičnosti materijala. Ovaj parametar je 4 puta manji u odnosu na čelik, što negativno utječe na rad kompozitne armature u napetosti.
• Krhkost i neplastičnost. Promjena oblika šipke je nemoguća bez zagrijavanja, što stvara poteškoće u proizvodnji montažnih petlji i ugrađenih dijelova.
• Niska otpornost na visoke temperature. Za razliku od čelika, kompozitni materijal gubi svojstva čvrstoće već na temperaturama od oko 150-300 stupnjeva, ovisno o vrsti vlakana koja se koriste u proizvodnji (fiberglas ili bazalt plastika).

Područje primjene kompozitne armature

Zbog svojih performansi, kompozitna armatura se može koristiti u širokom spektru građevinskih konstrukcija i infrastrukturnih objekata, kao i prilikom remontnih radova. Ovaj materijal se koristi:

• u objektima izloženim agresivnom okruženju: temelji zgrada, konstruktivni elementi zgrada hemijske i prehrambene industrije, poljoprivredni objekti;
• ojačati temelje ispod građevinskih konstrukcija za različite namjene;
• u niskoj privatnoj stambenoj izgradnji;
• u izgradnji puteva: kao armatura kolovoza, prilikom izgradnje i ojačanja kosina nasipa, za ojačavanje mješovitih kolovoznih elemenata (npr. asfalt-beton - šine), armiranje kolovoza od raspona (mostova);

• prilikom popravka armiranobetonskih konstrukcija ako je nemoguće ugraditi sloj maltera značajne debljine;
• za izradu poprečnih nosača u zgradama sa zidovima izgrađenim od različitih vrsta materijala (gasni silikatni blokovi + cigla, cigla + beton, itd.);
• za slojevito zidanje od sitnokomadnih elemenata sa fleksibilnim spojevima;

• projekti stambenih, civilnih i industrijskih zgrada za čiju izradu nije potrebna armatura za prednaprezanje;
• u konstrukcijskim elementima tokom kojih je moguća elektrohemijska korozija pod uticajem lutajućih struja;
• u rudarskim radovima za učvršćivanje tla tokom tuneliranja.

Upotreba kompozitne armature za slojevito zidanje sitnokomadnih elemenata. Zbog svoje otpornosti na koroziju, kompozitna armatura nije podložna agresivnim utjecajima okoline na granici slojeva. U tom slučaju metal može zarđati.

Tehnologija proizvodnje kompozitne armature

Zbog sličnosti procesa proizvodnje najpopularnijih vrsta kompozitne armature - stakla i bazaltne plastike, razmotrimo, kao primjer, tehnologiju proizvodnje armaturnih šipki od stakloplastike. Tehnološki proces je izuzetno automatiziran, odvija se uz minimalno ljudsko učešće i uključuje sljedeće faze:

1. Priprema sirovina. U ovoj fazi, aluminoborosilikatno staklo se topi u pećima do viskozne mase, koja se zatim uvlači u niti debljine oko 10-20 mikrona. Rezultirajuće niti, nakon što su prethodno tretirane kompozicijom na bazi ulja, skupljaju se u deblji snop koji se naziva roving.
2. Koristeći kalem, poseban mehanizam koji omogućava istovremeno dovođenje do 60 rotirajućih niti, staklena vlakna se unose u mehanizam za zatezanje.

1. Nakon izjednačavanja napona, navoji, raspoređeni po određenom redoslijedu, se podvrgavaju toplinskoj obradi vrućim zrakom kako bi se uklonila vlaga, ulje i razne vrste zagađivača.
2. Očišćeni i sastavljeni roving se uranja u kupku vezivnih smola zagrijanih u tečno stanje radi temeljne impregnacije.
3. Impregnirane niti se šalju u spinneret - uređaj kroz koji se provlači šipka potrebnog promjera. U slučaju proizvodnje armature sa spiralnim namotajem, šipka se paralelno omotava s roving navojem određene debljine.
4. Formirana šipka ulazi u tunelsku peć za polimerizaciju sastava veziva.
5. Hlađenje nastalih armatura tekućom vodom.
6. Ovisno o promjeru dobivenih proizvoda, oni se ili namotaju u zavojnice pomoću posebne opreme, ili režu na šipke određene dužine.

kolut - uređaj za uvlačenje vlakana za spajanje u jednu nit

Poređenje tehničkih karakteristika kompozitne i tradicionalne čelične armature

Karakteristično	Klasa čelične armature AIII	Kompozitna armatura
Gustina, kg/kub.m	7850	1900
Relativna ekstenzija, %	14	2,2
Vlačna čvrstoća, MPa	390	1100
Modul elastičnosti, MPa	200000	41000
Proizvedeni prečnik, mm	6 — 80	4 – 24 – domaća 6 – 40 – uvoz
Zamjena jednake čvrstoće pri opterećenju od 25000 kg/m2	Prečnik 8 A III, ćelija 140x140 mm, težina 5,5 kg/m2	Prečnik 8 mm, ćelija 230x230 mm, težina 0,61 kg/m2
Zamjena prečnika armature sa jednakim karakteristikama čvrstoće, mm.
Dostupna dužina, m.	6 — 12	6 – 12 ili na upit

Osobine armiranja konstrukcija kompozitnom armaturom

Za majstora koji ima iskustva u radu s konvencionalnom armaturom, armiranje kompozitnim materijalima neće uzrokovati poteškoće. Kao i kod rada sa čeličnim šipkama, promjer šipki i veličina ćelija pri polaganju kompozitne armature određuju se proračunom na osnovu potrebne nosivosti konstrukcije. U slučaju izlijevanja monolitnih konstrukcija, armaturne šipke se postavljaju u oplatu s određenim razmakom i povezuju žicom za pletenje ili običnim električnim plastičnim stezaljkama potrebne dužine. Posljednja opcija je moguća zbog male mase armaturnih šipki.

Pričvršćivanje armaturne mreže stezaljkama

Imajte na umu da kada koristite žicu za pletenje za brzo pričvršćivanje, trebat će vam posebni uređaji - heklana kuka ili automatska mašina za pletenje. Kod upotrebe plastičnih stezaljki, pričvršćivanje se vrši ručno.

Za spajanje kompozitne armature, specijalne kopče za armaturu, koje su također izrađene od plastike, jednostavne su za korištenje.

Spoj sa kopčama za pojačanje.
Obujmice.

Zavarivanje kompozitne armature je nemoguće zbog dielektričnih svojstava materijala, montaža mreža i okvira se vrši na isti način.

Proračun kompozitne armature vrši se po istim principima kao i za metalnu armaturu. Jedini izuzetak je da se metalne šipke dobivene tijekom proračuna zamjenjuju šipkama izrađenim od kompozitne armature različitog promjera sa sličnim karakteristikama čvrstoće. Više o proračunu armature za temelj možete pročitati u članku:.

Za distanciranje rešetki prilikom izlijevanja podova proizvode se posebni uređaji koji se mogu kupiti na bilo kojem građevinskom tržištu ili prodavaonici građevinskog materijala. Nazivaju se i pričvršćivači ili stezaljke za pojačanje. Više o različitim vrstama stezaljki i njihovim karakteristikama možete pročitati u posebnom članku:.

Stege za armaturu vam omogućavaju da postavite potrebnu udaljenost između armaturne mreže, zidova i temelja

Savijanje šipki takve armature u uvjetima gradilišta je nemoguće - šipka će se ili slomiti pod opterećenjem ili se vratiti u prvobitno stanje nakon uklanjanja sile savijanja. Ako je potrebno dobiti zakrivljeni element, mora se naručiti od proizvođača prema vašim crtežima, jer je moguće dati bilo koji oblik šipki samo u fazi njegove proizvodnje.

Zakrivljena kompozitna armatura se dobija tokom procesa proizvodnje.

Izbor i cijena kompozitne armature

Na tržištu postoje dvije vrste armature: glatko i periodično. Istovremeno, glatka armatura ima premaz koji sadrži pijesak za bolje prianjanje na beton. Rizik upotrebe glatke šipke je da ako je loše izrađen, sloj pješčanog premaza može se oljuštiti i učinkovitost takvog ojačanja konstrukcije bit će svedena na gotovo nulu. Također treba uzeti u obzir da armatura s periodičnim poprečnim presjekom preuzima opterećenje i radi bolje kao dio konstrukcije od glatke armature, stoga je za upotrebu u kritičnim nosivim elementima zgrade preporučljivo odabrati ovaj tip.

Cijena jednog linearnog metra armature ovisi o promjeru. U prosjeku, kompozitna armatura promjera 4 mm košta 5-10 rubalja po linearnom metru (lm);

6 mm. — 10-15 rubalja po linearnom metru;

8 mm. — 15-20 rubalja po linearnom metru;

10 mm. — 20-25 rubalja po linearnom metru.

Osim toga, cijena armaturnih šipki od kompozitnih materijala izravno ovisi o proizvođaču i lokaciji proizvodnje. Na primjer, cijena linearnog metra armature istog poprečnog presjeka iz tvornice u Obninsku i proizvođača iz Nižnjeg Novgoroda razlikuje se za više od rublje, dok će proizvodi stranih proizvođača biti još skuplji. Na prvi pogled, mala razlika u cijeni pri proračunu potrebnih količina materijala možda neće biti toliko primjetna, jer za armiranje površine 10 x 10 m jednom armaturnom mrežom sa ćelijom 20 x 20 cm trebat će vam 1000 metara pojačanje. Kada kupujete armaturni materijal za prilično veliki objekt, razlika u količini može postati prilično impresivna.

Upotreba kompozitne armature u građevinarstvu omogućava vam da učinkovito uštedite novac ne samo zbog niske cijene u usporedbi sa čeličnim šipkama. Zbog svoje male mase značajno smanjuje težinu konstrukcije, što zauzvrat omogućava smanjenje ukupnih dimenzija temelja i drugih nosivih elemenata, uz uštedu na troškovima betona.

Armatura od stakloplastike je građevinski materijal koji je napravljen od staklenog rovinga, spojenog pomoću epoksidne smjese na bazi termoaktivnih smola. Glavna karakteristika je lagana masa po jedinici zapremine je samo 2g/mm³. Rad s armaturom od stakloplastike je praktičniji i ekonomski isplativiji od rada s metalnom armaturom. Za logistiku i direktno tokom armiranja potrebni su znatno niži troškovi.

Osim toga, zbog činjenice da fiberglas ne reagira na agresivno okruženje, armatura stoga štiti beton od preranog uništenja, čime se produžava vijek trajanja objekta. Armatura od stakloplastike reagira na temperaturne promjene slično kao i beton, što također dobro utiče na čvrstoću konstrukcije.

Čvrstoća fiberglasa u odnosu na metal je 2,5 puta veća. Istovremeno, indeks toplinske vodljivosti je 100 puta niži od indeksa toplinske vodljivosti čelika. Stoga se konstrukcija koja je ojačana stakloplastikom ne smrzava (ne stvara „mostove hladnoće“) i zgrada izgrađena od stakloplastike bit će toplija od zgrade koja se temelji na metalnom ojačanju. To vam omogućava da smanjite troškove grijanja, pa se materijal aktivno koristi u izgradnji modernih energetski učinkovitih zgrada.

Još jedna neosporna prednost koja može biti od interesa za graditelje je činjenica da je fiberglas iznenađujuće izdržljiv materijal, koji 100 godina nakon ugradnje ne zahtijeva dodatne popravke. Po tome je poznata armatura od fiberglasa za temelje.

Armatura od stakloplastike našla je svoju primenu u mnogim oblastima industrije, građevinarstva i komunalnih delatnosti:

• u građevinarstvu se koristi u građevinarstvu civilnih i industrijskih građevinskih objekata kao podloga za temelje, podove, grede, kao i za izradu potresno otpornih pojaseva;
• U izgradnji i sanaciji puteva, armatura se koristi u izgradnji nasipa, putnih površina, u izgradnji mostova i autoputnih barijera. Otporan je na efekte reagensa koji se nanose na površine puteva (na primjer, reagensa za odmrzavanje), pa se može koristiti i u Moskvi iu hladnijim krajevima.

Armatura od stakloplastike bit će idealna osnova za betonske i ciglene konstrukcije. Koristi se za izradu nosača za dalekovode i rasvjetu, za izgradnju puteva, trotoara i ogradnih ploča, kao i za ugradnju pragova na željezničke pruge. Armatura za podove, gdje se koristi armaturna mreža, čak i zajedno s metalom, dobila je široku primjenu.

Fiberglas se koristi u građevinskim konstrukcijama kao što su monolitni temelji i pjenasti beton. Također se aktivno koristi u stvaranju struktura koje moraju imati povećanu otpornost na kemikalije, na primjer:

• prilikom izgradnje skladišta za hemijski otpad i komponente;
• pri postavljanju kanalizacionih sistema, vodovoda, melioracionih sistema;
• prilikom izgradnje lučkih objekata i prilikom jačanja obalnih linija.

Unatoč jedinstvenosti proizvoda, armatura od stakloplastike, čija je cijena u Moskvi navedena na našoj web stranici, pristupačan je materijal i za građevinske organizacije i za pojedince. Njegova cijena je 40-50% niža od cijene čelične armature, što vam omogućava značajno smanjenje troškova i istovremeno poboljšanje kvalitete izgrađenih objekata. Općenito, kompozitna armatura se može nazvati jednim od najpouzdanijih i najefikasnijih građevinskih materijala našeg vremena.

Ova armatura je napravljena od ravnih niti staklenih ili bazaltnih vlakana (ASP i ABP, respektivno), koja se skupljaju u snop, impregniraju termoreaktivnim polimernim vezivom, oblikuju, zagrijavaju (polimeriziraju) i hlade. Rezultat je monolitna šipka visoke čvrstoće, koja je, prema rezultatima ispitivanja, 3 puta veća od vlačne čvrstoće čelika, a težina, u jednakom omjeru čvrstoće, 9 puta manja.

Standardno se proizvodi u obliku šipki bilo koje dužine, po želji kupca. Sa prečnikom do 8 mm uključujući, može se proizvoditi u obliku namotaja (kalemova) koji sadrže 100 metara armature. Ukupne dimenzije kotura: visina – do 8 cm, prečnik – do 1 metar.

obrazac za oslobađanje

Sa prečnikom od 10 mm i 12 mm, može se proizvoditi u obliku namotaja (coil fitinga) dužine 50 metara. Ukupne dimenzije kotura: visina – do 5 cm, prečnik – do 1,5 metara.

Po dogovoru sa kupcem moguća je proizvodnja šipki i kotura bilo koje dužine.
Može se proizvoditi sa glatkim, konstrukcijskim, periodičnim profilom:

• ASP-ABP periodičnog profila, koji se koristi umjesto čelične armature klase A-III (A-400);
• Umjesto čelične armature klase A-I (A-240) koristi se ASP-ABP glatkog profila.

Armatura od stakloplastike postaje sve popularnija i njena upotreba postaje sve relevantnija svake godine, jer je potpuna zamjena za tradicionalne čelične šipke različitih kvaliteta. Visoki pokazatelji čvrstoće, optimalna svojstva performansi, niska specifična težina i niska cijena faktori su koji određuju popularnost upotrebe armaturnih nemetalnih elemenata u svim područjima gradnje.

Nemetalna kompozitna armatura je sredstvo za ojačanje u obliku šipki od stakloplastike s rebrastom površinom. U profilu, takva armatura ima spiralni oblik, a njegov promjer može se kretati od 4 do 18 milimetara. Dužina ovog građevinskog materijala može doseći 12 metara.

Izgled polimernih šipki.

Fiberglass armatura je podvrgnuta mnogim ozbiljnim testovima prije masovnog uvođenja na tržište. Kao rezultat toga, ovakva istraživanja su utvrdila da ovaj građevinski materijal ima niz prednosti, kao što su:

• Mala težina, koja je 9 puta manja od težine klasične metalne armature;
• Visoka otpornost na koroziju i kiseline;
• Odlične performanse u smislu energetske efikasnosti;
• Isplativa isporuka;
• Inertnost na elektromagnetne i radio uticaje;
• Armatura od stakloplastike je klasifikovana kao dielektrična.

Naravno, pored prednosti, ovaj građevinski materijal ima i određene nedostatke. Takvi se nedostaci ne mogu smatrati kritičnim, ali ih je važno uzeti u obzir prilikom izgradnje određenih vrsta zgrada.

Nedostaci kompozitne armature:

• Niska elastičnost;
• Niski parametri otpornosti na toplinu.

Štaviše, takvi nedostaci materijala ni na koji način ne utiču na njegovu upotrebu u izgradnji puteva i temelja zgrada.

Upotreba ove tehnologije u izgradnji temelja (prednosti, nedostaci, način primjene)

U procesu polaganja temelja, kompozitna armatura se koristi na isti način kao i metalna armatura. U prvoj fazi, okvir budućeg temelja se sastavlja od ovog materijala, koji se naknadno zateže posebnim sponama.

Sami proizvođači armature od stakloplastike ne nameću nikakva ograničenja za njegovu upotrebu za određene vrste temelja. Drugim riječima, takav materijal se može slobodno koristiti za izgradnju bilo koje niske zgrade.

Prema minimalnim procjenama, vijek trajanja takvih polimernih elemenata je najmanje 80 godina. Treba napomenuti da ovaj građevinski materijal košta nešto više od konvencionalnih metalnih šipki, dok se određena sredstva mogu uštedjeti prilikom isporuke zbog znatno manje težine.

Postoje različiti načini i uslovi izgradnje. Ako gradilište uključuje stalnu prisutnost metalnih dijelova u agresivnom okruženju za njih, ima smisla koristiti kompozitnu armaturu.

Pravilnim odabirom plastične armature pružit će istu snagu kao i metal.

Šipke prije izlivanja betona.

Glavna područja upotrebe

Postoje dva glavna oblika proizvodnje kompozitne armature:

• Glatke plastične šipke dopunjene staklenom spiralom za poboljšanje kvalitete fiksacije;
• Okov je poznatog oblika, ponavlja strukturu metalnog.

Većina stručnjaka savjetuje da se daje prednost drugoj vrsti.

Glavno područje primjene armature od stakloplastike je izgradnja temelja za niske zgrade. Prilikom izgradnje temelja u svakom pojedinačnom slučaju koristi se armatura određenog promjera.

Osim toga, takav se materijal često koristi za vezivanje cigle. U ovom slučaju može se izbjeći stvaranje hladnih mostova, što povećava ukupnu efikasnost zgrade.

Mišljenje građevinara

Sada postoji stalni trend popularizacije kompozitne armature među graditeljima i velikim programerima. U većini slučajeva možete pronaći pozitivna mišljenja o ovom materijalu. Stručnjaci primjećuju da su takve šipke praktički bez otpada tokom građevinskih radova. Drugi važan faktor je njihova jednostavnost upotrebe.

Većina stručnjaka se slaže da u određenim građevinskim područjima takav materijal ima značajne prednosti u odnosu na metalne armaturne šipke. Glavna prednost ovih plastičnih šipki je mogućnost korištenja u gotovo bilo kojoj dužini.

Upotreba kompozitnih materijala za armiranje ploča mostova

Jedan od glavnih čimbenika koji potvrđuju visoke parametre čvrstoće i pouzdanosti kompozitne armature je njena široka primjena u građevinskim područjima koja podnose stalna velika opterećenja (mostovi, obalne konstrukcije, putevi).

To je zbog činjenice da takav materijal ima odlične parametre otpornosti na seizmološke aktivnosti zemlje. Eksperimentalno je dokazano da armatura od fiberglasa ne gubi svoje osnovne tehničke karakteristike ni pri potresu jačine 10 stepeni Rihterove skale, što je čini najboljim izborom za armiranje betonskih ploča mostova.

Osim toga, treba napomenuti da plastika, za razliku od metala, nije podložna koroziji, što je važan faktor u konstrukciji mostova koji su u stalnom kontaktu s vodom i vlažnom okolinom.

Razlike u karakteristikama polimernih i metalnih armaturnih šipki

Glavni konkurent plastičnim armaturnim šipkama je tradicionalna metalna armatura koja se koristi u betonskim pločama i podovima. Općenito, ova dva građevinska materijala su međusobno vrlo slična. U isto vrijeme, u nekim aspektima, armatura od stakloplastike pokazuje znatno impresivnije performanse od opreme za ojačanje metalom. U takvim uvjetima vrijedi napraviti malu usporedbu tehničkih karakteristika metalne i polimerne armature:

• Indikatori deformacije. Čelične šipke su elastoplastični materijal, dok je kompozitna armatura idealno elastičan građevinski materijal;
• Indikatori krajnje snage. Metal pokazuje sljedeće parametre: 390 MPa, a fiberglas 1300 MPa;
• Veličina koeficijenta toplinske provodljivosti. Za metal ovaj parametar je 46 W/mOS, a za kompozitni 0,35 W/mOS;
• Pokazatelji strukturne gustine. Za čelik ovaj parametar je 7850 kg/m3, a za fiberglas 1900 kg/m3;
• Parametri toplotne provodljivosti. Za razliku od čeličnih konstrukcija, fiberglas uopće ne provodi toplinu;
• Otpornost na koroziju. Armatura od fiberglasa uopće ne hrđa. U isto vrijeme, čelik je materijal koji relativno brzo rđa;
• Električna provodljivost proizvoda. Kompozitni armaturni građevinski materijal je u suštini dielektrik. Istovremeno, jedan od nedostataka metalnih okova je sposobnost provođenja električne struje.

Vanjske razlike između metalnih i kompozitnih šipki.

Fizički parametri armaturnog materijala od stakloplastike

Prema današnjim zahtjevima, kompozitne šipke moraju imati tri glavna fizička parametra, i to:

• Masa elemenata;
• Udaljenost namotaja;
• Spoljni i unutrašnji prečnik.

Svaki pojedinačni broj profila ima svoje fizičke indikatore. Jedini konstantan parametar je udaljenost namotaja, jednaka 15 milimetara. Trenutne specifikacije regulišu da kompozitne šipke koje se razlikuju po veličini profila imaju sljedeće digitalne oznake: 4, 5, 5,5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 i 18. Ove digitalne vrijednosti odgovaraju parametrima vanjskog promjera . Masa armaturnih šipki može varirati od 0,02 do 0,42 kg/1 metar.

Proračunski postupak građevinskih konstrukcija sa kompozitnim armaturnim materijalima

Postupak proračuna konstrukcija u kojima se koristi kompozitna armatura može se prikazati na primjeru proračuna rada grede pomoću čelične armature D12 mm.

Takve armaturne šipke A500C, promjera 12 milimetara, imaju sljedeće karakteristike:

• Vrijednost modula elastičnosti je na 200 GPa;
• Standardni pokazatelji otpora su 500 MPa, što je nešto manje od parametara fluidnosti čelika koji se koristi u proizvodnji ovih šipki.

Na osnovu ovih podataka, procijenjeno maksimalno opterećenje štapa je 4,5 tona. S takvim opterećenjem, vlačni parametri armature će doseći 2,5 mm/m

U dokumentaciji koja dolazi uz armaturu od stakloplastike uvijek postoji znak koji ukazuje na njegovu usklađenost sa čeličnim armaturnim šipkama.

Dakle, armatura od stakloplastike, da bi bila u skladu sa parametrima čelika A500C promjera 12 mm, mora imati promjer od 10 mm.

Drugim riječima, proces proračuna zgrada s plastičnim šipkama potpuno je sličan proračunima sa čeličnim šipkama, jedina razlika je korištenje tablice korespondencije.

Kako se proizvodi kompozitna armatura?

Sva kompozitna armatura se proizvodi u obliku šipki debljine od 4 do 32 milimetra. Takvi građevinski materijali mogu se prodavati i u obliku šipki i u zavojnicama dužine veće od 100 metara.

Postoje dvije glavne vrste plastičnih armaturnih šipki:

• Periodični, koji se dobija upotrebom spiralnog namotaja;
• Glatka, posuta kvarcnim pijeskom radi poboljšanja kvalitete prianjanja.

Tehnika povezivanja

Jedna od dodatnih prednosti kompozitnih građevinskih materijala je odsustvo potrebe za zavarivanjem. Sve šipke se formiraju u jedan okvir pomoću tehnologije vezivanja.

Često se u građevinskoj praksi koristi posebna žica za vezivanje, rjeđe plastične vezice.

Postoje sljedeći načini korištenja žice za vezivanje:

• Korištenje posebnog automatskog pištolja;
• Korištenje građevinske heklane kuke;
• Upotreba heklane kuke za mehanizovanu konstrukciju.

Posljednje dvije opcije najčešće se koriste u građevinarstvu. To je zbog njihove dostupnosti, jer ne može svatko priuštiti kupnju posebnog automatskog pištolja za vezivanje.

Spajanje pomoću plastičnih vezica.

Prečnik plastičnih okova

Zbog određenih karakteristika dizajna, armatura od stakloplastike ima nekoliko parametara koji karakteriziraju njegov promjer:

• Veličina vanjskog promjera kompozitne šipke određuje se prema položaju rebara koji strše duž profila;
• Unutrašnji prečnik se posebno odnosi na samu šipku;
• Nazivni prečnik se odnosi na digitalnu oznaku određenog profila.

Svi ovi parametri se međusobno ne poklapaju. Nazivni prečnik je manji od spoljašnjeg prečnika, meren po rebrima koji strše. Na ove parametre treba obratiti posebnu pažnju. To će pomoći da se izbjegne kupovina armaturnih šipki koje su manje nego što je potrebno.

Postoje neke nijanse u određivanju ovih veličina armature od stakloplastike. Vanjski promjer proizvoda određuje se na isti način kao i za čelik. Što se tiče unutrašnjeg promjera, teže ga je odrediti zbog nesavršeno okruglog poprečnog presjeka štapa.

Armiranobetonske konstrukcije tradicionalno su ojačane metalnim šipkama, ali alternativna opcija, armatura od stakloplastike, postaje sve popularnija. Zamjenjuje čelik zbog svojih visokih performansi i tehničkih karakteristika. Rastuća popularnost plastičnih okova također se objašnjava njihovom niskom cijenom u odnosu na njihove metalne parnjake.

Proizvodnja i karakteristike takozvane kompozitne armature za betonske monolite i konstrukcije regulisane su GOST 31938-2012 razvijenim prema ISO 10406-1:2008. Na podlogu od posebno pripremljenog fiberglasa namotana je karbonska nit visoke čvrstoće. Poboljšava prianjanje na beton zbog spiralnog profila.

Glavni element kompozitne armature od stakloplastike je cijev, napravljena od jakih vlakana smještenih paralelno jedno s drugim, spojenih polimernom smolom sinterovanom na visokim temperaturama. Cijev je prekrivena vlaknastom strukturom koja se nanosi prskanjem ili namotavanjem u dva smjera.

Prema SNiP 52-01-2003, upotreba moderne armature od stakloplastike je moguća kao potpuna zamjena za metalnu armaturu. Svaki proizvođač navodi specifikacije za svoje proizvode, koji se mogu koristiti u zidovima, stropovima, podrumima i drugim betonskim konstrukcijama. Obavezno je obezbijediti certifikate kvaliteta na osnovu ispitivanja i izvještaja o ispitivanju u laboratorijama.

Vrste

Armatura od stakloplastike klasificira se prema vrstama materijala koji se koriste u proizvodnji. To su nemetalne sirovine mineralnog ili vještačkog porijekla. Industrija nudi sljedeće vrste:

• Stakleni kompozit (FRP) je termički obrađena mješavina uzdužno lociranih fiberglasa i polimernih smola.
• Bazaltna armatura ili bazaltni kompozit (BCP) napravljen je od bazaltnih vlakana međusobno povezanih organskim smolama.
• Ojačanje karbonskim vlaknima ili armatura od karbonskih kompozita (AUK) ima povećanu čvrstoću i napravljena je od ugljikovodičnih spojeva. Skuplji je od kompozitnog.
• Aramidokompozit (AAC) je baziran na poliamidnim vlaknima poput najlonskih niti.
• Kombinirani kompozit (ACC) - na bazi šipke od stakloplastike, na koju je čvrsto namotana bazaltna plastika. Ova vrsta nije bazalt-plastična armatura, s čime se zbunjuje, jer ima šipku od stakloplastike.

Indeks	TSA	BPO	AUK	AAK
Vlačna čvrstoća, MPa	800-1000	800-1200	1400-2000	1400
Zatezni modul elastičnosti, GPa	45-50	50-60	130-150	70
Maksimalna tlačna čvrstoća, MPa	300	300	300	300
Maksimalna čvrstoća pri poprečnom rezu, MPa	150	150	350	190

Proizvođači nude veliki izbor armature od fiberglasa u debljini. To omogućava izradu kako tanke mreže od 4 mm, tako i snažnog armaturnog okvira promjera 32 mm za nosive konstrukcije. Isporučuje se u obliku rezanih šipki ili kolutova dužine do 100 m.

Ovaj materijal je dostupan u dvije vrste profila:

• Uslovno glatka. Izrađen od glavne šipke obložene slojem finog kvarcnog pijeska, koji poboljšava prianjanje na betonsku smjesu;
• Periodično. Izrađen je od šipke na koju je čvrsto namotana fiberglas, što rezultira pojavom sidrenih rebara na šipki koja ga čvrsto drže u debljini betona.

Prednosti i nedostaci

Armatura od stakloplastike je novi građevinski materijal koji postaje sve popularniji i ima karakteristike koje mu omogućavaju da se koristi za nosive konstrukcije. Njegove prednosti uključuju:

• Otpornost na koroziju. Fiberglas se može koristiti u agresivnim okruženjima. Prema ovom pokazatelju, ovaj materijal je 10 puta bolji od metala.
• Niska toplotna provodljivost od 0,35 W/m∙⁰S, što omogućava povećanje toplotne izolacije betonskog monolita i eliminiše rizik od hladnih mostova. Poređenja radi, toplotna provodljivost čelika je 46 W/m∙⁰S.
• Njegova visoka otpornost omogućava da se koristi u izgradnji mostova, željezničkih konstrukcija, dalekovoda i drugih objekata gdje postoji opasnost od strujnog udara na visokom naponu.
• Niska specifična težina, što omogućava smanjenje pritiska konstrukcija na površinu tla i temelj. Prosječna gustina ovog materijala je 1,9 kg/m³, a čelika četiri puta veća - 7,9 kg/m³.
• Trošak armiranja staklenim vlaknima gotovo je 2 puta niži nego kod metalnih šipki.
• Primjena u širokom temperaturnom rasponu. Ne gubi svojstva na temperaturama od -60 do +90⁰S.
• Za razliku od metala, fiberglas ima koeficijent toplinske ekspanzije sličan betonu, tako da monolit s takvom armaturom ne puca tijekom temperaturnih promjena.
• Za ugradnju armaturne mreže nije vam potreban aparat za zavarivanje, dovoljno je spojiti ga plastičnim snopovima i stezaljkama.

Kao i svaki materijal, polimerna armatura na bazi fiberglasa ima nedostatke koji se uzimaju u obzir prilikom rada:

• Nedovoljna otpornost stakloplastike na visoke temperature, smole koje se koriste za vezivanje vlakana zapaljuju se na temperaturi od 200⁰C. Za privatne kuće ili pomoćne prostorije to nije problem, ali u industrijskom objektu, gdje betonski monolit mora biti otporan na vatru, upotreba ove armature je neprihvatljiva.

• Gotovo 4 puta manji modul elastičnosti u odnosu na čelik.
• Prilikom pripreme mreže, gotovo je nemoguće saviti kompozit pod željenim uglom zbog niske čvrstoće na lom, takvi elementi se moraju naručiti u tvornici.
• Jedan od nedostataka kompozitne armature od fiberglasa je to što ne dopušta krutu armaturu, a njena čvrstoća s vremenom lagano opada.

Karakteristike

Kompozitna armatura se ocjenjuje prema tehničkim parametrima. Ovaj materijal ima relativno nisku gustinu. Stoga je težina linearnog metra armature od stakloplastike, ovisno o promjeru, od 20 do 420 g.

Plastična armatura ima konstantan korak namotaja od 15 mm. Ovo je optimalna vrijednost koja osigurava visoku razinu adhezije s betonskim malterom uz minimalnu potrošnju materijala.

Tehničke karakteristike armature od stakloplastike su sažete u tabeli:

Gustina (kg/m³)	1.9
1200
Modul elastičnosti (MPa)	55 000
Relativna ekstenzija (%)	2.3
Odnos stres-naprezanje	Prava linija sa elastično-linearnom zavisnošću do uništenja
Linearna ekspanzija (mm/m)	9-11
Otpornost na korozivna okruženja	Visoka, ne rđa
Toplotna provodljivost (W/m⁰S)	0.35
Električna provodljivost	Dielektrik
Prečnik (mm)	4-32
Dužina	Proizvoljna dužina po želji kupca

Karakteristike proizvodnje i ugradnje

Bilo koja vrsta armature od stakloplastike izrađuje se od sirovih vlakana vezanih polimernim smolama, kojima se dodaju učvršćivač i akcelerator stvrdnjavanja. Sve komponente određuju proizvođači ovisno o korištenim tehnologijama, vrsti i namjeni elemenata koji će biti ojačani proizvedenom armaturom od stakloplastike.

Materijal se proizvodi na posebnim proizvodnim linijama. Prvo se stakloplastika impregnira smolom, učvršćivačem i akceleratorom reakcije. Nakon toga se propušta kroz kalup iz kojeg se istiskuje višak smole. Ovdje se fiberglas sabija i poprima oblik - konvencionalno gladak ili sa sidrenim rebrima i tehnološki određenog promjera.

U sljedećoj fazi plete se kompozitna armatura od stakloplastike - na nju se namotava dodatni namotaj u obliku užeta radi povećanja prianjanja. Nakon toga se šalje u pećnicu, gdje se postavljaju polimerne smole i učvršćivač. Dobiveni proizvodi se stavljaju u zavojnice ili režu na šipke potrebne dužine.

Šipke su pričvršćene plastičnim stezaljkama ili stezaljkama. Rub armaturne mreže trebao bi se povući od oplate za 50 mm, što će stvoriti. To se radi improviziranim sredstvima ili plastičnim stezaljkama. Ako šipka strši izvan oplate, mora se rezati nožnom pilom ili brusilicom s dijamantskim ili abrazivnim kotačem.

Nemoguće je savijati armaturu od stakloplastike na gradilištu bez posebne opreme. Nakon što sila prestane djelovati na štap, on se vraća u prvobitni oblik. Ako ga omekšate temperaturom i još ga savijete, izgubit će svoje dizajnerske karakteristike. Jedini izlaz je naručiti iz tvornice zakrivljene elemente od stakloplastike, u kom slučaju će u potpunosti zadovoljiti tehničke i operativne zahtjeve.

Zaključak

Kompozitna armatura može zamijeniti tradicionalnu metalnu konstrukciju. U mnogim aspektima superiorniji je od čelične armature. Koristi se u izgradnji zidova, temelja i drugih konstruktivnih elemenata od blokova i opeke, a sve više se koristi za armiranje čvrstih betonskih monolita.

Upotreba kompozitne armature od stakloplastike značajno smanjuje težinu konstrukcijskih elemenata, što omogućava dodatnu uštedu na temelju. Ograničenja upotrebe ovog materijala uključuju zahtjeve za zaštitu od požara u pojedinačnim industrijskim preduzećima, u drugim slučajevima, to je najbolja alternativa metalu.