Стальная арматура против стеклопластиковой: сравнение, область применения

22.09.2021

Строительный рынок с недавних пор активно продвигает композитную арматуру для железобетонных изделий. Продукт из стеклопластика уже успел снискать популярность, благодаря довольно неплохим эксплуатационным качествам и богатому ассортименту. Но всегда ли стеклопластиковая арматура подходит в строительстве, читаем далее.

Сравнительный анализ физических характеристик

Главное предназначение армирования – придать жесткость строительным конструкциям, стать для бетона и кирпича защитой от температурных перепадов, не допустив их растрескивания. Если ранее для этих целей служили только металлические прутки, стержни, анкеры, сетки и пр., то на сегодня в качестве альтернативы выпускаются композитные аналоги разного диаметра и длины, изготовленные на основе стекловолокна и вяжущих смол. Поверхность изделий имеет спиралеобразные ребра, как и у металлической арматуры, предназначенные для соединения с железобетоном.

Рассмотрим основные физические характеристики металлической и композитной арматуры, сравнив их показатели:

• Прочность на изгиб: сталь – 200 ГПа, композит – до 55 ГПа. Металл актуален для фундаментов, балок и плит перекрытий, перемычек над проемами, ригелей каркасов. То есть, для ответственных конструкций, работающих на изгиб. Стеклопластик тоже может подойти, если изделия из него будут толще металлических прототипов. Точный диаметр рассчитывается в соответствии с конкретным проектом. При использовании композитных изделий коэффициент армирования рекомендуется повышать на 20%.
• Прочность на разрыв: у стали 390 МП, у стеклопластика 1,1 ГПа, что выше в 3 раза. Тогда как показатель относительного удлинения при разрыве у изделий из стекла и пластика меньше почти в 10 раз. Можно предположить, что в строительных конструкциях испытывающих нагрузки на растяжение (в сваях, в вертикальном, горизонтальном армировании глубокого ленточного фундамента), арматура из стеклопластика может быть тоньше стальной.
• Теплопроводность композита ниже в 13 раз, чем у стали. Этот факт дает стеклопластиковой арматуре преимущества в конструкциях с поясным армированием, где часто образуются мостики холода.
• Устойчивость к износу. В отличие от металла композиты не боятся коррозии. Долговечность материалов примерно одинакова, а в конструкциях, контактирующих с водой, срок службы полимерных элементов еще больше.

О достоинствах и недостатках стальной и стеклопластиковой арматуры

Об очевидности сильных сторон металлических изделий говорят здания и сооружения, возведенные в начале прошлого века, которые не только до сих пор сохранились, но и остаются функциональными.

Кроме высокого модуля упругости, пруткам и стержням из стали свойствен целый ряд преимуществ перед композитными аналогами, а именно:

• Универсальность в применении. Огромный выбор сечений – от 3-х до 80-ти мм.
• Отличное сцепление с бетоном. Надежную и долговечную адгезию обеспечивает сходство коэффициента линейного расширения у бетона и металла.
• Широчайший температурный диапазон, в котором они могут работать, в отличие от низкой температурной стойкости у композитов.
• Возможность сварки. По трудоемкости монтажа композитная арматура уступает.

Вместе с тем стеклопластик выигрывает у металла:

• В весе. Стальные изделия намного тяжелее полимерных и для разгрузки зачастую приходится привлекать спецтехнику.
• В устойчивости к коррозийным процессам и нейтральности ко многим агрессивным веществам. Изделия не страшно хранить на улице.
• В тепловых способностях. Тогда как высокая теплопроводность стальной арматуры чревата промерзанием конструкций в сильные морозы.
• В отсутствии электропроводности. Благодаря нулевой проводимости тока уменьшается влияние на геомагнитное поле. Например, в кабинетах магниторезонансной томографии неметаллическое армирование конструкций может быть единственным выбором.
• В цене. Изделия из полимеров обходятся дешевле, а транспортировка их проще, благодаря поставке в бухтах по 50, 100, 150 м.

Где применяются?

Стальной арматурой усиливают бетонные конструкции и опорные элементы, армируют напольные стяжки, обустраивают дороги, пешеходные зоны и другое.

С помощью композитных изделий укрепляют несущие элементы конструкций, подвергающихся коррозии, армируют кирпичные и блочные стены, повышают жесткость полов и прочность дорожных покрытий. Полимерное армирование используют также при сооружении фундаментов.

Что касается фундаментов, то обычно их сооружают с применением стальных рифленых стержней толщиной 12 мм. Использование стеклопластиковой арматуры допустимо в малоэтажном строительстве. Полимерными конструкциями укрепляют ленточные фундаменты, заглубленные в твердых устойчивых грунтах. При сооружении плитного и ростверкового фундаментов, наряду со стальной, включают полимерную арматуру. Для усиления оснований подобного типа подойдут 8-12-миллиметровые стержни со специальным рифлением. При возведении небольших хозпостроек прутки могут быть без насечек.

И все же, несмотря на многочисленные достоинства композитного армирования, специалисты рекомендуют применять его в строительстве крайне осторожно. И в первую очередь, по причине кардинального отличия между собой бетона и композита. В каких-то малонагруженных конструкциях композит может работать, но только не в ответственных, которые могут подвергаться огню, которые висят у нас над головой и от их надежности зависят жизни людей.