Сравнение металлической и композитной арматуры при армировании бетона

В статье рассматриваются преимущества и недостатки металлической и композитной арматуры, а также, анализируется их поведение при армировании ими бетона.

Ключевые слова: бетон, армирование бетона, металлическая арматура, композитная арматура

Keywords:concrete, concretereinforcement, metalrebar, compositerebar

Бетон достаточно прочный строительный материал. Для того, чтобы еще больше увеличить его прочность, и соответственно, воспринимаемые нагрузки, внутри бетона используют арматуру [1,34; 2,8; 3,231; 4,323]. При возведении конструкций в промышленно-гражданском, дорожном и мостовом строительстве широко используются железобетонные изделия [5,72; 6,73; 7,44; 8,93]. На сегодня считается хорошей альтернативой стальной арматуре композитная [9,12; 10,43; 11,103; 12,143]. Но так ли это на самом деле? Что бы было проще ответить на этот вопрос, сравним параметры композитной и металлической арматуры по конкретным пунктам.

Основная часть

Теплопроводность и электропроводность. Тот факт, что металлическая арматура проводит электричество, означает возможность использования электротермического способа натяжения и получения предварительно напряженного железобетона.

Композитная арматура (в частности стеклопластиковая) это диэлектрик, следовательно, для нее такой способ не подойдет.

Также свойство металла проводить ток позволяет делать электропрогрев бетона, при армировании его соответствующим типом арматуры. При использовании ж/б как опору, выведя металлическую арматуру, ее можно использовать как заземление или молниеотвод.

Большим плюсом для металлической арматуры является тот факт, что ее можно гнуть и сваривать прямо на строительной площадке. Это важный фактор при возведении какого-либо металлического каркаса.

К плюсам композитной арматуры можно отнести низкие показатели теплопроводности, что позволяет лучше удерживать тепло в помещениях.

Примечательно так же и то, что вес композитной арматуры значительно меньше металлической, это позволит сэкономить на ее транспортировке. Но при использовании каждого из типов арматур при армировании, учитывая вес и процентное соотношение бетона и арматуры в конструкции, это не сильно облегчит конструкцию с использованием композитной арматуры.

Коррозия. В этом аспекте более выгодно использование арматуры из композитных материалов, так как она устойчива к различным агрессивным средам. Это позволяет использовать такую арматуру в бетонах с большим количеством противоморозных добавок и добавок ускорителей.

В некоторых проектах, где в дальнейшем используется оборудование, генерирующее электромагнитные сигналы, желательно использование композитной арматуры, так как она обладает электромагнитной прозрачностью и не подвержена влиянию электромагнитных полей, чем не может похвастать арматура металлическая.

Многие производители композитной арматуры в качестве рекламы заявляют то, что она в несколько раз прочнее металлической при том же сечении. Расчетное сопротивление металлической арматуры действительно меньше, чем у композитной, но модуль упругости больше у арматуры из металла, причем в несколько раз. Это означает большую деформативность арматуры из композитов, и как следствие, при армировании бетона такой арматурой, его деформации будут намного выше. Поэтому, использование композитной арматуры желательно только в предварительно напряженном железобетоне [2,12; 3,233; 9,13; 13,113].

Касательно огнестойкости. Металлическая арматура теряет свою несущую способность при 600 °C, для композитной нету даже таблиц с указанием данных значений, но нетрудно предположить, что так как это органика, значения будут ниже чем у металла. Как следствие строения с использованием такой арматуры под температурным воздействием будут сильно деформироваться и разрушаться, что может быть опасно для жизни.

Производители композитной арматуры заявляют, что она прочнее металлической, поэтому в конкретном случае можно использовать меньший диаметр арматуры из такого материала чем из металла. Как следствие, площадь контакта с бетоном будет меньше, что негативно скажется на сцеплении арматуры с бетоном и удержании ее в конструкции. Таким образом при одинаковых нагрузках, растрескивание бетона в котором используется композитная арматура будет больше, что может привести к нарушению общей целостности.

Заключающим, немаловажным аспектом является поведение арматуры в старых строениях. Со временем бетон разрушается, и в нем появляются трещины, но так как металл тверже бетона и относительно пластичен, многотонные массы бетона не срезают арматуру при повреждении изделия. С использованием стеклопластиковой арматуры в подобных ситуациях вероятность ее среза резко увеличивается.

Вывод

В данной статье были рассмотрены характеристики и поведение металлической и композитной арматуры при различных воздействующих факторах. Не смотря, на ряд преимуществ у композитной арматуры, применение металлической остается до сих пор более надежным, что обусловлено многими металлическими свойствами и качествами, рассмотренными выше, а также проверенными временем.

1. Ватин Н. И., Моделирование набора прочности бетона в программе ELCUT при прогреве монолитных конструкций проводом/ Н. И. Ватин, М. О. Дудин, Ю. Г. Барабанщиков// Инженерно-строительный журнал. 2015. № 2 (54). C. 33–96.
2. Кудайбергенова Н. А., Кинетика набора прочности бетона при раннем замораживании/ Н. А. Кудайбергенова, Л. И. Чумадова, Н. И. Ватин, И. Г. Бакирова, А. А. Браташев, А. В. Кабанов// Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 2 (41). C. 7–17.
3. Кутлияров Д. Н., Кутлияров А. Н., Валиева Э. Т. Композитная стеклопластиковая арматура. Башкирский государственный аграрный университет. 2015. С. 230–233
4. Лазарев Ю. Г., Строительство автомобильных дорог и аэродромов: Учебное пособие. / Ю. Г. Лазарев, А. Н. Новик, А. А. Шибко, С. В. Алексеев, Н. В. Ворончихин, А. Т. Змеев, С. А. Уколов, В. А. Трепалин, С. В. Дахин, В. Т. Колесников, Д. Л. Симонов // СПб.: ВАТТ. 2013. 528 с
5. Лазарев Ю. Г., Собко Г. И. Реконструкция автомобильных дорог: Учебное пособие. СПб. 2013. 93 с.
6. Лазарев Ю. Г., Синицына Е. Б. Современное состояние проблемы совершенствования транспортной инфраструктуры / Ю. Г. Лазарев, Е. Б. Синицына //Технико — технологические проблемы сервиса. — СПб.: 2013.№ 4(26), С. 71–74.
7. Лазарев Ю. Г. Формирование потребительских и эксплуатационных свойств автомобильных дорог / Ю. Г. Лазарев, Д. Л. Симонов, А. Н. Новик/ Технико — технологические проблемы сервиса. СПб.: 2016. № 1(35). С. 43–47.
8. Лазарев Ю. Г., Новик А. Н., и др., Изыскания и проектирование транспортных сооружений: Учебное пособие /Ю. Г. Лазарев, А. Н. Новик, А. А. Шибко, В. Г. Терентьев, С. А. Сидоров, С. А. Уколов, В. А. Трепалин / СПб.: ВАТТ, 2008. 392 с.
9. Степанов А. Ю. Арматура композитная полимерная и сейсмостойкость сооружений. Строительные материалы, оборудования, технологии XXI века. 2014. № 3(182). С. 12–13
10. Лазарев Ю. Г. Транспортная инфраструктура (Автомобильные дороги). Монография — LAP LAMBERT, Германия: 2015. 173 с.
11. Лазарев Ю. Г., Громов В. А. Современные требования к обеспечению потребительских и эксплуатационных свойств автомобильных дорог // В сборнике: Инновационные технологии в мостостроении и дорожной инфраструктуре. Материалы межвузовской научно- практической конференции. 2014. С. 102–109.
12. Лазарев Ю. Г., Обоснование деформационных характеристик укрепленных материалов дорожной одежды на участках построечных дорог. / Ю. Г. Лазарев, П. А. Петухов, Е. Н. Зарецкая/ Вестник гражданских инженеров. 2015. № 4 (51). С. 140–146.
13. Ватин Н. И., Производство работ. Определение продолжительности строительства воднотранспортных сооружений/ Н. И. Ватин, Г. Я. Булатов, Т. Ф. Морозова, А. В. Улыбин// Учебное пособие: СПб, СПбПУ, 2013. 116 с.