От железобетона к композитобетону

null

Возрастающие требования к комфорту, безопасности, экономичности и экологичности строительства заставляют и строителей, и производителей искать новые материалы и конструкции взамен традиционных. В конце ХХ века дошли руки и до железобетона, где вместо стальной арматуры стала использоваться неметаллическая композитная (из стекловолокна или базальтоволокна).

Постепенно этот материал получил распространение и в России, однако далеко не в тех масштабах, как в Европе и США, а тем более в Японии, где стал единственным видом арматуры, применяемым при строительстве сейсмостойких конструкций.

В СССР велись исследования и было построено несколько экспериментальных объектов с применением стеклопластиковой арматуры, но на этом все и завершилось. Промышленного производства композитной арматуры наладить не удалось. И только в начале XXI века в Москве, в НИИЖБе, такие исследования начали проводиться вновь, а следом начало развиваться и производство.

Сейчас производство композитной арматуры в России идет на нескольких заводах, однако до сих пор не было документов, регламентирующих и стандартизующих ее применение в различных конструкциях и на различных объектах. Однако в начале 2013 года здесь произошел прорыв, который может существенно повлиять на развитие применения данного материала. 6 февраля на заседании Комитета Национального объединения строителей по промышленному строительству был рассмотрен и единогласно утвержден Стандарт организации «Применение в строительных бетонных и геотехнических конструкциях неметаллической композитной арматуры». Разработчик стандарта — филиал ОАО ЦНИИС «НИЦ «Тоннели и метрополитены».

Стандарт распространяется на правила применения неметаллической композитной арматуры (АНК) периодического профиля из стеклянного или базальтового волокна в обычных и предварительно напряженных конструкциях из бетона, а также в геотехнических конструкциях при строительстве промышленно-гражданских и транспортных объектов.

Документ разработан на основе многолетних наработок авторов, результатов исследований, а также отечественного и зарубежного опыта по применению неметаллической композитной арматуры в различных областях строительства. Это первый нормативный документ, регламентирующий применение неметаллической композитной арматуры в строительстве.

Композитная арматура — это не просто альтернатива металлической, это совершенно новый материал, разработанный с применением нанотехнологий, экологичный и экономичный. Композитные материалы отличаются особой прочностью, особенно на разрыв и растяжение. Все это в полной мере относится и к композитной арматуре.

Базальтопластиковая и стеклопластиковая арматура выполняется в виде стержня, имеющего непрерывную спиральную рельефность, любой строительной длины с диаметром от 4 мм до 14 мм. Арматура изготавливается из инновационного, уникального материала, который имеет небольшой удельный вес и поэтому экономит средства, начиная с погрузки и транспортировки. Для армирования бетонных конструкций и в геотехнических сооружениях следует применять, как правило, АНК с рельефной боковой поверхностью периодического профиля, с высотой поперечных выступов не менее 0,5 мм.

Экономическая эффективность применения композитной арматуры — это следствие ее низкой плотности (в 4 раза легче стальной арматуры) и высокой прочности. Это позволяет увеличить выход армированного бетона из одной тонны такой арматуры в 4—5 раз по сравнению с использованием арматуры стальной. Вес 1 км композитной арматуры диаметром 8 мм составляет всего 65 кг, а металлической арматуры составляет 400 кг. Относительное удлинение при растяжении 5,6%.

Согласно проведенной экспертизе неметаллическая композитная арматура имеет широкий спектр применения в строительной индустрии. Технические характеристики позволяют применять ее в конструкциях, подвергаемых в процессе эксплуатации действию общей коррозии и агрессивных сред (мосты, дороги, ограждающие конструкции).

Технические преимущества применения композитной арматуры обусловлены высокими прочностными свойствами, низкой теплопроводностью и химической стойкостью к агрессивным средам, таким как хлористые соли, газовая среда повышенной концентрации, морская вода, противоледные реагенты и т. д. Значительный эффект от применения композитной арматуры достигается также в условиях наложенного электрического поля, в частности, в фундаментах ЛЭП.

При этом использование АНК для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, является предпочтительным, поскольку АНК в соответствии с СП 28.13330 относится к III-й группе по степени опасности коррозионного повреждения (наименее опасная).

Каковы же еще допустимые области применения АНК? Как явствует из стандарта, композитная арматура может применяться в любых бетонных конструкциях зданий и сооружений различного назначения, которые эксплуатируются при температуре окружающей среды не ниже –60 ºС и не выше +100 ºС.

Особо подчеркнем, что, по мнению разработчиков стандарта, применение композитной арматуры следует пока ограничивать — до проведения специальных исследований — при строительстве в сейсмоопасных зонах с уровнем сейсмичности более 6 баллов.

Неметаллическая композитная арматура может применяться в конструкциях из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого, поризованного и напрягающего бетонов, соответствующих ГОСТ 26633, ГОСТ 25820, ГОСТ 7473, ГОСТ 9128. Для бетонных конструкций с АНК рекомендуется применять класс бетона по прочности на сжатие не ниже В15 по СП 24.13330.

При применении для армирования бетонных конструкций АНК специальных требований к составляющим компонентам бетонной смеси (цементу, заполнителям, добавкам) не требуется. Армирование АНК допускается применять в бетонах как на портландцементе по ГОСТ 10178 и его разновидностях (сульфатостойком, гидрофобном и т. д.), так и на шлакопортландцементе по ГОСТ 10178, сульфатостойком шлакопортландцементе по ГОСТ 10178 и т. д.

Leave a Reply

*