Проблемы огнестойкости композитной арматуры

Строительство, в настоящее время, переживает новый этап. Появляются новые технические и конструкционные решения, которые позволяют производить строительные работы в кротчайшие сроки и возводить более надёжные здания и сооружения. Помимо конструкций, появляются и новые материалы, которые позволяют делать это возможным, и приходят на смену устаревшим. Одним из таких новшеств является композитная арматура, которая вытесняет уже всем привычную металлическую.

Композитная арматура для армирования бетонных конструкций представляет собой стеклопластиковые или базальтопластиковые стержни диаметром от 4 до 40 мм, длиной до 12 метров (или скрученные в бухты) с ребристой поверхностью спиралеобразного профиля, пропитанных химически стойким термореактивным или термопластичным полимером. [1]

Рис. 1. АКС и АКБ

Композитная арматура применяется в промышленном и гражданском строительстве для возведения жилых, общественных и промышленных зданий, в малоэтажном и коттеджном строительстве для применения в бетонных конструкциях, для слоистой кладки стен с гибкими связями, для ремонта поверхностей железобетонных и кирпичных конструкций, а также при работах в зимнее время, когда в кладочный раствор вводятся ускорители твердения и противоморозные добавки, вызывающие коррозию стальной арматуры.

В дорожном строительстве применяется для сооружения насыпей, устройства покрытий, для элементов дорог, которые подвергаются агрессивному воздействию противогололёдных реагентов, для смешанных элементов дорог. Также применяется для укрепления откосов дорог, в строительстве мостов (проезжая часть, ездовое полотно пролётных строений, опоры диванного типа), для берегоукрепления, в виде сеток в основание асфальта.

Рис. 2. Усиление дорожного полотна подъезда к мостовому переходу над поверхностным водосбросом Можайской плотины МГТУ

Рис. 3. Мост возведенный с применением композитной арматуры в Еврейской автономной области в 1989 г.

В России применение композитной арматуры с каждым годом увеличивается. Появляются крупные проектные и строительные компании, массово использующие в строительстве композитную арматуру. Этому способствует появление нормативных документов: ГОСТ 31938–2012, СНиП 52–01–2003. Основные преимущества конструкций, армированных неметаллической композиционной арматурой, вытекают из свойств волокна и матрицы:

– долговечность и коррозионная стойкость;

– электромагнитная нейтральность, диэлектрические свойства арматуры;

– высокая прочность и низкий удельный вес арматуры;

– легко прорезаемые проемы в конструкциях, простая заготовка на стройплощадке;

– меньший вес конструкции при равной несущей способности за счет меньшей в 4 раза плотности стеклопластиковой арматуры по сравнению со стальной;

– при изменении температуры окружающей среды, расширяется и сужается вместе с бетонными конструкциями, не допуская растрескивания и трещин.

Помимо всех достоинств и плюсов у композитной арматуры есть и существенные недостатки:

– Высокая стоимость изделий.

– При резке АСП образуется пыль, состоящая из тончайших стекловолоконных игл. Она загрязняет рабочее место, инструмент и средства защиты. Высок риск получения стеклянных заноз, повреждений глаз и дыхательных путей.

Из предшествующего уровня техники известны бетонные конструкции, армированные композитной арматурой, применяемые в зданиях и сооружениях, к которым не предъявляются требования по пожарной безопасности. Это обусловлено тем, что композитная арматура имеет низкую теплостойкость. Как следует из требований ГОСТ 31938–2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций», композитная арматура имеет предельную температуру эксплуатации 60°C. При этом допускается кратковременная эксплуатация при температуре 100°C. Исходя из этого, предел огнестойкости бетонной конструкции, армированной композитной арматурой, по потере несущей способности (R), может быть определен временем от начала стандартного пожара до момента наступления ее предельного состояния, то есть временем нагрева композитной арматуры до температуры 100°C. Важным недостатком является низкая теплостойкость арматуры. Несмотря на то, что композитная арматура относится к самозатухающим материалам, АСП теряет несущие свойства при 150°С, АБП — при 300°С. В то время как стальная арматура работает до 500°С. Это требует увеличения защитного слоя, что в свою очередь увеличивает вес конструкции и нагрузку на несущие элементы. Поэтому, применение композитной арматуры ограничено областями строительства, не подверженных воздействию фактора высокотемпературного нагрева.

Огнестойкая бетонная конструкция, армированная композитной арматурой, может изготавливаться различными способами. Например, по технологии с несъемной опалубкой, при реализации которой опалубка монтируется из готовых плит или панелей, предпочтительно огнестойких, изготовленных на основе минеральных вяжущих.

Также возможно нанесение внешней части защитного слоя из легкого паропроницаемого бетона на основе цементно-вермикулитовых (типа «Сотерм» отечественного производства) и цементно-перлитовых смесей, торкретированием.

Таблица 1

Показатели пожарной безопасности (пожарно-техническая классификация) в соответствии с ДБН

Композитная арматура круглого и периодического профиля производится согласно: ТУ У 25.2–21191464–023:2008.

Подводя итог, можно сделать вывод, что композитная арматура начинает, завоёвывать рынки. Этот материал позволяет строить массивные сооружения, сохраняя при этом легкость конструкции. Она обладает своими недостатками и достоинствами, но за этим материалом будущее промышленного и градостроительства строительства.

Литература:

1. Экипаж. Технологическая группа «Композитная арматура» Украина, г.Харьков 2009г.
2. ГОСТ 31938–2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия.
3. СНиП 52–01–2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.
4. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ
5. Огнестойкая бетонная конструкция, армированная композитной арматурой, с комбинированным защитным слоем. Авторы патента: Лысов Владимир Семенович (ru)