Композитна арматура: неметалеві прутки для армування бетону
Композитна арматура - це пруток, у якому несучу роботу виконують тисячі паралельних волокон, склеєних у монолітний стрижень термореактивним сполучним. Волокно тримає розтяг, смола утримує волокна разом і передає зусилля між ними, а поверхневий рельєф дає зчеплення з бетоном. Металу в такому прутку немає взагалі, тому немає й того, що відбувається з металом у вологому середовищі.
В Україні виріб описують два документи. ДСТУ Б В.2.7-312:2016 задає технічні умови на неметалеву композитну арматуру періодичного профілю, а ДСТУ-Н Б В.2.6-185:2012 - це настанова з проектування та виготовлення бетонних конструкцій з композитною арматурою на основі базальто- і склоровінгу, у тому числі разом зі сталевою за ДСТУ 3760 і ГОСТ 5781. Тобто в нормативі композит не протиставлений сталі, а описаний як самостійний матеріал зі своїми правилами розрахунку.
Як влаштований пруток
Сировина - ровінг, безперервний джгут тонких волокон зі скла або базальту. Джгут просочують сполучним, простягають крізь фільєру і полімеризують: на виході виходить стрижень постійного перерізу. Далі на нього наносять рельєф - навивку допоміжного джгута по спіралі або пісок, наплавлений на поверхню. Без рельєфу пруток у бетоні просто прослизне, бо сама смола зчеплення не дає.
Клас визначають за нормованим характеристичним значенням тимчасового опору на розтяг, тобто за напруженням, яке пруток витримує до руйнування. Тут перша принципова відмінність від сталі: у сталі є площадка текучості, метал спершу помітно тягнеться і тільки потім рветься. Композит текучості не має, він працює пружно до самого кінця і руйнується раптово, без попередження. Саме тому настанова окремо регламентує, у яких конструкціях і з якими запасами його дозволено застосовувати.
Стійкість до лужного середовища бетону - властивість не самоочевидна, а нормована. Вона залежить від типу ровінгу і рецептури сполучного і підтверджується випробуваннями конкретного виробу, а не самим фактом того, що арматура неметалева. Тому паспорт партії тут важить більше, ніж у сталевого прокату.
Порівняння зі сталевим прокатом
Сталевий і композитний пруток: у чому різниця по суті
| Ознака | Сталева арматура | Композитна арматура |
|---|
| Корозія | Пасивується лужним бетоном, іржавіє при втраті захисного шару | Не іржавіє, металу немає |
| Вага при рівній міцності на розтяг | Вища | Істотно менша, монтаж без підйомної техніки |
| Модуль пружності | Високий, прогини малі | Помітно нижчий, конструкція деформується більше |
| Характер руйнування | Пластичний, з видимим попередженням | Пружний до кінця, раптовий |
| Зварювання | Дозволене для класів з індексом С | Неможливе за природою матеріалу |
| Гнуття за місцем | Дозволене з дотриманням радіуса | Ні, гнуті елементи виготовляють на виробництві |
| Струм і тепло | Проводить обидва | Струм не проводить, теплопровідність низька |
| Магнітні властивості | Магнітна, екранує сигнал | Немагнітна, радіопрозора |
З таблиці випливає головне робоче правило: композит не ставлять замість сталі за принципом однакового перерізу. Нижчий модуль пружності означає, що при тій самій геометрії конструкція прогинатиметься більше, і перерахунок робить проектувальник за настановою, а не продавець за таблицею з інтернету.
Коли вибір виправданий, а коли ні
- Вологе і хімічно агресивне середовище: берегоукріплення, очисні споруди, підземні елементи, місця, де витримати стабільний захисний шар важко.
- Гнучкі зв'язки багатошарових стін: тонкий стрижень з низькою теплопровідністю майже не працює містком холоду.
- Стяжки і плити на ґрунті, де навантаження розподілене, а критичних прогинів схема не дає.
- Об'єкти з вимогою радіопрозорості та відсутності магнітних завад.
- Логістика без спецтранспорту: моток малого перерізу везе легковий причіп там, де під сталь потрібен довгомір.
Зворотний бік названо так само прямо. Там, де проект вимагає пластичного руйнування з попередженням, зварних вузлів, гнуття за місцем або високої вогнестійкості несучого елемента, композит або не проходить, або потребує окремого обґрунтування. Відповідь на питання про несучі перекриття виглядає саме так: рішення приймає проектувальник за ДСТУ-Н Б В.2.6-185:2012, а не каталог і не бригада.
Композитна арматура: розрахунок, монтаж, зберігання і замовлення
Друга частина розділу - практична. Що читати в назві позиції, як робиться коректна заміна сталевого каркаса, чим різати й чим в'язати, що псують найчастіше і на які документи спиратися, коли треба довести відповідність партії.
Що читати в назві позиції
Композитний пруток описують чотири речі: тип волокна (скловолокно або базальтове волокно), тип рельєфу (спіральна навивка або наплавлений пісок), номінальний переріз і форма постачання - моток або пруток мірної довжини. Усе це стоїть у назві позиції та в характеристиках картки. Визначати параметри на око не варто: зовні прутки різних класів і різного волокна виглядають майже однаково, а працюють по-різному.
До партії має йти паспорт. Для сталі це формальність, бо клас видно з маркування прокату, а для композиту паспорт - основне джерело розрахункових характеристик, оскільки вони залежать від конкретної рецептури сполучного і конкретного виробника.
Коректна заміна сталевого каркаса
Не за перерізом, а за розрахунком. Таблиці еквівалентів, що ходять мережею, зроблені під певне сполучне і певний клас, нормативним документом не є і на іншому виробі дають хибний результат. Правильний порядок такий: беруть проект, беруть характеристики конкретного виробу з паспорта партії, перераховують за настановою.
- Перевіряють не тільки міцність, а й прогин. Через нижчий модуль пружності визначальним частіше стає саме другий граничний стан, а не перший.
- Довжину анкерування і нахлесту беруть за настановою та паспортом виробу, а не за таблицями для сталі.
- Гнуті елементи - хомути, Г-подібні випуски, кільця - замовляють готовими: полімеризований пруток за місцем не гнеться.
- Гібридні схеми, де композит працює разом зі сталевою арматурою, настановою прямо передбачені, але вимагають окремого розрахунку, а не механічної суміші двох каркасів.
Різання, в'язання, збирання
Ріжуть кутошліфувальною машиною з відрізним кругом по каменю або композиту. Рубати зубилом, кусати болторізом чи ламати перегином не можна: стрижень розшаровується вздовж волокон, і торець перестає працювати. Пил при різанні абразивний і колючий, тому окуляри, рукавиці й респіратор тут не перестраховка, а норма роботи.
В'яжуть пластиковими хомутами або звичайним в'язальним дротом. Пластиковий хомут швидший і не дає точкових зім'ять, дріт дешевший і надійніше тримає вузол на великому каркасі. Зварювання неможливе в принципі, і жодних технологічних обхідних шляхів тут немає.
Захисний шар і фіксатори
Композит не іржавіє, і звідси народжується найпоширеніша хибна думка: нібито захисний шар більше не потрібен. Потрібен, і не менше, ніж для сталі. Шар передає зусилля зчеплення, закриває сполучне від ультрафіолету й нагріву та тримає геометрію каркаса. Загальні положення про захисний шар подано в ДБН В.2.6-98:2009, а конкретну товщину призначає проект. Каркас так само ставлять на фіксатори, а не на підручні уламки.
Типові помилки
- Заміна сталі за однаковим перерізом. Міцності на розтяг вистачає, а прогин виходить за допустимий, і плита починає тріщати по низу.
- Розпакований каркас тижнями лежить на відкритому сонці. Ультрафіолет б'є по поверхневому шарі сполучного, і зчеплення з бетоном погіршується ще до бетонування.
- Спроба зігнути пруток нагріванням будівельним феном. Сполучне термореактивне: воно не розм'якшується оборотно, а деградує, і стрижень втрачає міцність саме в місці нагріву.
- Укладання без фіксаторів з думкою, що корозії однаково не буде. Зчеплення при цьому втрачається так само, як у сталі, а разом з ним і сенс армування в цій зоні.
- Різкий розпуск мотка. Стрижень пружний і має пам'ять форми: розкручений ривком, він розпрямляється сам і б'є вбік.
- Купівля без паспорта партії. У сталі клас читається з маркування, тут перевірити властивості на майданчику неможливо.
Зберігання і транспортування
Мотки й прутки тримають у затінку, під накриттям, на підкладках, не притискаючи важким. Мала вага присипляє: пруток легко нести вдвох, але жорсткість на злам у нього обмежена, і скинутий з кузова моток отримує приховані внутрішні тріщини, яких зовні не видно. Пачки не тягнуть волоком по бетону - стирається рельєф, а рельєф тут і є механізм зчеплення.
Нормативна база розділу
- ДСТУ Б В.2.7-312:2016 - Арматура неметалева композитна базальтова періодичного профілю. Загальні технічні умови.
- ДСТУ-Н Б В.2.6-185:2012 - Настанова з проектування та виготовлення бетонних конструкцій з неметалевою композитною арматурою на основі базальто- і склоровінгу.
- ДСТУ Б В.2.6-145 - вимоги до конструкцій, що працюють у середовищі з агресивним ступенем впливу; на нього посилається настанова.
- ДБН В.2.6-98:2009 - Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення, у тому числі розділ про захисний шар бетону.
- ДСТУ 3760:2019 і ГОСТ 5781-82 - сталева арматура, до якої настанова відсилає при гібридному армуванні.
Замовлення, самовивіз і доставка
Мережа Перший Дім має 22 магазини: Одеса плюс 21 місто. Одеський склад обслуговує канонічний магазин мережі, тому забрати композитну арматуру самовивозом можна саме тут, а адресна доставка працює містом і областю. У містах, де стоїть наш магазин, відвантаження йде з місцевого складу, в решту населених пунктів товар їде перевізниками.
Замовлення оформлюють на сайті або через менеджера. Якщо потрібного перерізу немає в наявності, менеджер підкаже найближче надходження і покаже, які позиції взаємозамінні за характеристиками з паспорта, а не за схожою назвою. Паспорт партії надаємо на запит: для композиту це не папірець для звітності, а джерело чисел, з якими працює проектувальник.
