Винахід композитної арматури знавці будівельної справи відносять до 60-м рокам минулого століття. В цей період в США і в Радянському Союзі були розпочаті активні дослідження її властивостей.

Однак, незважаючи на досить солідний вік, цей матеріал досі не знайомий більшості забудовників. Заповнити прогалину знань про склопластикової арматури, її властивості, переваги і недоліки вам допоможе ця стаття.

Принагідно зазначимо, що цей матеріал досить спірне. Виробники хвалять його на всі лади, а будівельники-практики ставляться з недовірою. Прості громадяни дивляться на тих, і на інших, не знаючи кому вірити.

Що таке композитна арматура, як вона робиться і де застосовується?

Коротко структуру композитної арматури можна охарактеризувати як «волокно в пластиці». Її основа – стійкі до розриву нитки з вуглецю, скла або базальту. Жорсткість композитному стрижня надає епоксидна смола, обволікає волокна.

Для кращого зчеплення з бетоном на прути намотується тонкий шнур. Він зроблений з того ж самого матеріалу, що й основний стрижень. Шнур створює гвинтовий рельєф, як у сталевий. Твердіння епоксидної смоли відбувається в сушильній камері. На виході з неї композитну арматуру трохи витягають і нарізають. Деякі виробники до моменту тверднення полімеру обсипають пластикові стрижні піском для поліпшення зчеплення з бетоном гладких ділянок.

Область застосування склопластикової арматури не можна назвати дуже широкою. Її використовують в якості гнучких зв’язків між облицюванням фасаду і несучою стіною, а також укладають в дорожні плити і опалубку резервуарів. В каркасах, підсилюють стрічкові фундаменти бетонні підлоги, пластикову арматуру застосовують не так часто.

Ставити композитні стрижні плити перекриття, перемички та інші конструкції, що працюють на розтяг, не рекомендується. Причина – підвищена гнучкість даного матеріалу.

Фізичні властивості композитної арматури

Модуль пружності у полімерного композиту істотно нижче, ніж у сталі (від 60 до 130 проти 200 ГПа). Це означає, що там, де метал вступає в роботу, оберігаючи бетон від утворення тріщин, пластик ще продовжує згинатися. Міцність на розрив у склопластикового стрижня в 2,5 рази вище, ніж у сталевого.

Основні міцнісні параметри композитної арматури містяться в таблиці №4 ГОСТ 31938-2012

Тут ми бачимо основні класи композитного матеріалу: АСК (склопластикова композитна), АПК (базальтове волокно), АУК (вуглецева), ААК (арамидокомпозитная) і АКК (комбінована – скло + базальт).

Найменш міцна, але найдешевша — арматура зі скловолокна і базальтовий композит. Самий надійний і разом з тим найдорожчий матеріал роблять на основі вуглецевого волокна (АУК).

До міцністними властивостями матеріалу ми ще повернемося, коли будемо порівнювати його з металом.

А поки розглянемо інші характеристики даного матеріалу:

  • До позитивних якостей композиту відноситься його хімічна інертність. Він не боїться корозії і впливу агресивних речовин (лужного середовища бетону, морської води, дорожніх хімреагентів і кислот).
  • Вага пластикової арматури в 3-4 рази менше, ніж сталевий. Це дає економію при транспортуванні.
  • Низька теплопровідність матеріалу покращує енергозберігаючі характеристики конструкції (немає містків холоду).
  • Композитна арматура не проводить електрики. У конструкціях, де вона використовується, не виникає коротких замикань електропроводки і блукаючих струмів.
  • Композитний пластик магнитноинертен і радиопрозрачен. Це дозволяє використовувати його в будівництві споруд, де повинен бути виключений фактор екранування електромагнітних хвиль.


Склопластиковий стрижень під 90 градусів на будівництві не зігнеш

Недоліки композитної арматури:

  • Неможливість згинання з малим радіусом в умовах будівництва. Гнутий стрижень потрібно заздалегідь замовляти у виробника.
  • Неможливість зварювати каркас (мінус відносний, оскільки навіть для сталевої арматури кращий спосіб з’єднання – в’язка, а не зварювання).
  • Низька термостійкість. При сильному нагріванні і пожежі бетонна конструкція, армована композитними стрижнями, руйнується. Скловолокно не боїться високої температури, але сполучний її пластик втрачає міцність при нагріванні вище +200 С.
  • Старіння. Загальний мінус всіх полімерів. Арматура неметалева не виняток. Її виробники завищують термін експлуатації до 80-100 років.


В’язка пластиковими хомутами або сталевий дротом – єдиний можливий метод складання каркаса

Яка арматура краще металева або склопластикова?

Один з головних аргументів, що наводяться на користь склопластикової при порівнянні з металевою арматурою, – більш низька ціна. Однак, заглянувши в цінники металобаз, ви побачите, що це не так. Вартість металу в середньому на 20-25% нижче композиту.

Причина плутанини полягає в тому, що продавці пластику беруть до уваги так званий «еквівалент» діаметра. Логіка тут така: арматура неметалева на розрив міцніше будівельної сталі. Тому полімерний стрижень меншого діаметру витримає таку ж навантаження, як і більш товста сталева арматура. На підставі цього робиться висновок: для армування конструкції пластику потрібно менше, ніж металу. Звідси і з’являється більше «низька» ціна.

Для аргументованого порівняння композиту з металом необхідний нормативний документ. Сьогодні таке керівництво вже є. Це додаток «Л» до наказу Мінбуду Росії № 493/пр від 08.07. 2016 р.

У пункті Л. 2.3. малозрозумілою для пересічних забудовників, але вельми цікавий для професіоналів містяться два понижуючих коефіцієнта для всіх видів композитної арматури.

Для прикладу розглянемо найпоширенішу склопластикових (АСК):

  • При дії тривалого навантаження межа її міцності на розтяг повинен збільшуватися на 0,3. Тобто, замість 800 МПа ми отримуємо 240 МПа (800х0,3=240).
  • Якщо конструкція працює на відкритому повітрі, то отриманий результат потрібно помножити ще на 0,7 (240 МПа х 0,7 = 168 МПа).


Таблиця з понижуючим коефіцієнтом для композитної арматури

Таблиця з коефіцієнтами, що враховують умови експлуатації

Далі, як вимагає норматив, отримані 168 МПа потрібно розділити на коефіцієнт надійності (запас міцності), рівний 1,5. В результаті ми отримаємо 112 МПа.

Тепер можна коректно порівнювати міцність пластикової арматури з металевою. Для прикладу візьмемо будівельну сталь марки А500. У неї граничний опір розтяганню з урахуванням запасу міцності становить 378 МПа. У склопластикового композиту ми отримали всього 112 МПа.

Наше маленьке дослідження наочно ілюструє таблиця реальної, а не теоретичної равнопрочной заміни сталевої арматури на композитну. Їй можна користуватися при виборі та купівлі.

Переглянувши дану таблицю, неважко помітити, що пластика для рівноцінної заміни металу потрібно не менше, а більше металу. Тільки найдорожчий углеродоволоконный матеріал (АУК) перевершує сталь рівного з ним діаметра.

Сортамент і ціна композитної арматури

Найбільш затребувана на будівництві – арматура з склопластикового композиту. Її сортамент і середні ціни ми звели в одну таблицю.

Про те, скільки важить пластикова арматура різних діаметрів ви можете отримати інформацію з таблиці нижче.

Продають матеріал у бухтах по 200, 100 і 50 метрів і у вигляді стрижнів будь-якої довжини.

Висновки і рекомендації

Беручи до уваги ціновий фактор (равнопрочный зі сталлю композит обійдеться дорожче) ми не можемо рекомендувати композитну арматуру для повсюдного застосування в приватному будівництві.

Для влаштування ригелів, плит перекриття, несучих балок, колон і діафрагм жорсткості фахівці наполегливо радять не ставити її. Як таку конструктивну арматуру використовувати можна. Для армування плитних фундаментів вона може використовуватися.


Плитний фундамент з каркасом із склопластикової арматури

Для підсилення пальових ростверків і стрічкових фундаментів краще купити сталеві прути.