Углепластиковая арматура: характеристики, преимущества и недостатки

Углепластики – это композитные полимерные материалы, отличающиеся высокой прочностью на излом, стойкостью к ударным нагрузкам. По целому ряду параметров углепластики превосходят сталь, поэтому углепластиковая арматура рассматривается строителями как альтернатива значительно более тяжелой, подверженной коррозии, стальной.

Что такое углепластиковая арматура и ее преимущества перед стальной

Углепластик представляет собой композитный материал на основе графитовых волокон, пропитанных различными полимерами. Сейчас для пропитки полимером волокон графита чаще других используются полиэфирные, эпоксидные или виниловые смолы. В последнее время при производстве углепластиков начали применять пултрузионные смолы и отвердители, резко ускоряющие производственный процесс.

На выходе установки по производству композитной арматуры, в зависимости от настроек агрегата, получают либо бухту из углепластика, либо мерные стержни заданного сечения и длины. Последние параметры определяются настройками вытяжных механизмов. Полученные углепластиковые изделия имеют ребристую поверхность, однородную структуру и механические свойства, превосходящие по некоторым параметрам аналогичные характеристики стальной арматуры.

Основные параметры, характеризующие углепластиковую арматуру:

Физико-механические свойства композитной арматуры различных типов

• прочность углепластика на растяжение – от 2000 МПа до 3000 МПа;
• огнестойкость – до 600°С;
• плотность – 1600 кг/м³;
• высокая коррозиеустойчивость;
• высокая упругость – до 350 ГПа;
• теплопроводность – от 1.0 Вт/(м×C).

Благодаря своим характеристикам углепластиковые изделия как нельзя лучше подходят для укладки долговечного дорожного полотна, для армирования конструкций химических складов, для сооружения различных гидротехнических объектов, систем ливнестоков, водоочистки и канализации. Углепластиковую арматуру целесообразно использовать при возведении небольших домов, коттеджей, особенно если стены монолитные или многослойные, а материал гигроскопичный.

Основные преимущества углепластиковой арматуры

Виды стеклопластиковой арматуры

Композитная структура делает стержни прочными, выдерживающими высокую ударную нагрузку и статическую нагрузку на излом. Это качество позволяет значительно снизить расход арматуры, собирая не такую густую армированную сетку, как при стальной. При изготовлении армированной сетки отпадает необходимость в сварочном аппарате.

Арматура из углепластика имеет удельный вес на порядок меньше, чем стальная. Это означает, что бетонные конструкции, армированные углепластиковыми прутьями, будут значительно легче, чем со стальной. А при транспортировке за один раз можно перевезти в десять раз больше углепластиковой арматуры, чем стальной.

Углепластиковые изделия устойчивы к коррозии и к воздействию агрессивных сред. Им не страшны ни кислоты, ни щелочи, ни морская вода, что позволяет применять углепластиковую арматуру при строительстве мостов, различных сооружений химической защиты.

К достоинствам углепластика следует отнести устойчивость к низким температурам. Поскольку материал представляет собой диэлектрик, он полностью радиопроницаем, и стены, армированные им, будут свободно пропускать радиоволны.

Низкая теплопроводность углепластиковой арматуры не позволит отдавать полезное тепло в атмосферу через стены и фундамент, как это происходит со арматурой стальной. Композитная структура материала подразумевает длительный срок службы. Лабораторные испытания на износ различных образцов углепластика дают прогнозируемую долговечность не менее 75 лет. И последний аргумент в пользу углепластика – его доступная цена при промышленном производстве.

Технология производства углепластиковой арматуры

Технологический процесс получения углепластиковой арматуры – стержней с композитной структурой и постоянным сечением на основе волокон графита – называется пултрузией (протяжкой). Весь этот процесс автоматизирован, цикл производства непрерывный, человеческий труд минимизирован.

Линия производства стеклопластиковой арматуры

Установка для получения углепластика состоит из устройства подачи волокон, ванны для полимеров, устройства предварительной формовки, нагреваемой пресс-формы, тянущей и отрезной машины.

В обычных установках использовались полиэфирные, виниловые или эпоксидные смолы. В пултрузионном процессе используются специальные смолы и отвердители, позволяющие резко увеличить скорость протяжки. Если скорость протяжки в прежних установках не превышала одного метра в минуту, то пултрузионные установки позволяют получить скорость протяжки до шести метров в минуту. Конечный продукт либо наматывается на бобину, либо разрезается на мерные куски.

Технологический процесс

Графитовое волокно с катушек подается в полимерную ванну, где происходит пропитывание волокна полимером. Волокна, пропитанные на этом этапе полимером, попадают в устройство предварительной формовки, где состав приобретает заданную форму, а волокна выравниваются. Далее волокна с полимером, который еще не успел затвердеть, попадают в нагретую пресс-форму, входная зона которой охлаждается водой для предотвращения преждевременного слипания полимера.

Технологическая схема производства углепластиковой арматуры

В пресс-форме (фильере) несколькими комплектами нагревателей создано от четырех до шести зон нагрева, которые поддерживают оптимальные температуры для правильного процесса полимеризации. Эти оптимальные режимы нагрева задает автоматическая система управления в зависимости от параметров изделия и скорости протяжки. Во время протяжки в полимере возникает экзотермическая реакция (саморазогрев).

Из пресс-формы выходит готовый, полностью отвердевший продукт, который не нуждается в какой-либо обработке. Вытяжное устройство вытягивает его из пресс-формы и подает в отрезную машину, где изделие распиливается на мерные отрезки, готовые к применению.

На качество конечного продукта может оказать влияние любой из факторов – скорость протяжки, температурные режимы пресс-формы, совместимость графитовых волокон и полимерной смолы, равномерная пропитка волокон полимером.

Как вязать углепластиковую арматуру

Увязывая углепластиковую арматуру, соединять прутья следует внахлест, с шириной шага до 25 сантиметров. Перед заливкой бетона нужно проверить, все ли стыки связаны надежно, не сместится ли конструкция. Угловые элементы фиксируются при установке каркаса. В котловане опорная конструкция с углепластиком крепится до того, как будет установлена опалубка. При бетонировании вертикальных конструкций необходимо, чтобы арматура была установлена ровно.

Вязка композитной арматуры

Для вязки арматуры необходимы инструменты:

• кусачки;
• пассатижи;
• винтовой крючок.

Вязать стержни можно любыми узлами – угловыми, крестовыми и др.

Перечень недостатков углепластиковой арматуры

К основным недостаткам композитной арматуры следует отнести ее относительно высокую стоимость. Правда, благодаря малому весу можно компенсировать стоимость арматуры расходами на перевозку, нарезку, монтаж. Следующий недостаток – ломкость. Прут может сломаться от удара, от попыток изогнуть, а любая микротрещина снижает прочность. И, наконец, низкая огнестойкость – всего 600°С. В случае пожара арматура расплавится внутри бетона.

Стеклопластиковые прутья

Видео по теме: Композитная арматура — сравнение со стальной

характеристики, отзывы, недостатки, цена, фото, видео

Углепластики представляют собой особо прочные материалы из переплетенных нитей углеродного волокна. Они отличаются высокой плотностью – до 2 000 кг/м3, жесткостью, легкостью и превосходят сталь по ряду параметров. Именно поэтому углепластиковая арматура интересна в качестве достойной альтернативы металлическим прутам. Она даже внешне похожа на стальную диаметром и ребристой поверхностью. Тем, не менее, полностью заменить их она не может по ряду причин.

Оглавление:

1. Достоинства
2. Недостатки
3. Вязка
4. Цена
5. Отзывы

Применение

Композитная арматура из углепластика используется при изготовлении стоек под дорожные знаки, фонарных столбов, шпал для железных дорог, опор для мостов, аэродромных плит. Активно применяется в масштабном строительстве для изготовления монолитных конструкций, распорок, подвесов, укрепления дорожного полотна. В частном использовании при возведении кирпичного дома с помощью углепластика соединяют внутренние перегородки, облицовку с несущими стенами.

Виды и сравнительные характеристики

Неметаллическая композитная арматура может быть ещё и стеклопластиковой, базальтопластиковой. Все изделия имеют различные параметры, что можно увидеть из сравнительной таблицы.

Технические характеристики	Арматура
	углепластиковая	стеклопластиковая	базальтопластиковая
Прочность на растяжение, МПа	2000-3000	1000	1200
Огнестойкость, °C	до 600	до 300	до 600
Плотность, кг/м3	1600	2200	2200
Устойчивость к коррозии	высокая	высокая	высокая
Упругость, ГПа	до 350	до 45	до 50
Теплопроводность, Вт/(м×С)	от 1,0	до 1,0	до 1,0

Получается, что углепластиковые изделия выгодно отличаются: параметры базальтопластиковой и характеристики стеклопластиковой арматуры уступают по прочности и упругости.

Достоинства

• Обладает достаточной прочностью, чтобы выдерживать большие компрессионные нагрузки, можно делать менее густую армированную сетку или брать для этой цели прутья тоньше.
• Пластик в 10 раз легче металла, что облегчает и удешевляет перевозку.
• Для монтажа сетки и нарезки прутьев не нужна сварочная аппаратура, что упрощает сборку и позволяет экономить на оборудовании.
• Не реагирует со щелочью и не поддается коррозии.
• Хорошо переносит низкие температуры и не разрушается.
• Обладает долговечностью — служит до 75 лет.

Недостатки арматуры из углепластика

• Высокая стоимость, ее чаще используют в качестве усилителя, опоры в составе конструкции из менее дорогих материалов. Правда, судя по отзывам, композитная арматура дает возможность экономить на перевозке, нарезке и монтаже, в комплексе она получается вполне доступной.
• Может ломаться при ударных нагрузках, а также при попытках её согнуть, то есть требует аккуратного обращения при транспортировке, хранении и собственно монтаже.
• Отличить подделку рядовому потребителю невозможно, для оценки качества требуется особое дорогостоящее оборудование: ультразвук, рентген, оптическая голография и тому подобное.
• Малейшая трещина, невидимая глазу, снижает прочностные характеристики.
• Отсутствие огнестойкости — при 600°C начинает размягчаться, нужны меры по защите на случай пожара.

Правила вязки

Изготавливая арматурную сетку, нужно следить, чтобы соединение прутьев осуществлялось внахлест. Ширина шага должна составлять не более 250 мм. Надежность соединения стыков никак не влияет на качество самого бетона, но лучше их проверять, чтобы сама конструкция не сместилась во время заливки.

Все угловые элементы должны быть зафиксированы при установке каркаса. Если вязка происходит непосредственно в котловане, то опорная конструкция должна быть укреплена сразу, до установки опалубки.

Для вертикальных изделий важно, чтобы арматура оставалась в ровном положении. Для его сохранения прутья тоже можно перевязать меж собой проволокой.

Чтобы ручная вязка происходила достаточно быстро, необходимо заранее подготовить инструменты. Для этого понадобятся кусачки, плоскогубцы, винтовой крючок. Проволоку нужно заранее нарезать на кусочки примерно по 20 см, если диаметр пластиковых стержней не превышает 16 мм. Вязать можно угловыми узлами, двухрядными, крестовыми или мертвыми.

Стоимость по Москве

Цена на углепластковую арматуру зависит от сечения диаметра и не очень отличается от аналогов.

Вид изделия	Сечение, мм	Материал	Цена, рубли/м
АКС (бухты)	Ø 4	Стекло	7,60
	Ø 6		9,30
	Ø 8		15,90
	Ø 10		23,30
	Ø 12		29,30
АКС (прутья)	Ø 6		8,60
	Ø 8		от 12,90
	Ø 10		25,30
	Ø 14		31,54
	Ø 16		56,70
АКУ (прутья)	Ø 4	Углепластик	от 8,00
	Ø 6		9,73
	Ø 7		10,62
	Ø 8		12,90
	Ø 14		33,00
БПА 250	Ø 4	Базальт	6,12
	Ø 6		7,08
	Ø 8		9,36
	Ø 10		11,28

Для домашнего применения: стяжки полов, кирпичной кладки, возведения колонн и прочего, достаточно купить базальтовую арматуру (или углепластиковую) диаметром 4-6 мм.

Какие же будут мнения и отзывы?

«Ни один вид строительства не обходится без арматуры. И хотя все мы привыкли к металлу, все же у углепластика есть много преимуществ: он намного легче, его легко перевозить, с ним легче обращаться, а ещё он не создает экрана для радиоволн и не проводит электричество. Поэтому я выбрал его, когда начал строиться в прошлом году. За все время работы с ним особых недостатков не заметил».

Виталий Кудрявцев, Москва.

«Мне материал совершенно не показался дорогим. Конечно, я не брал углепластик с диаметром 16 мм, так как для домашнего использования вполне хватает привычных 8-ми. Особенно для возведения небольших колонн для ворот. Могу подтвердить, что обращаться с арматурой углепластиковой очень просто и удобно – она легче и сварку нанимать не надо. Посмотрим, сколько простоит моя «крепость».

Григорий Павлов, Мытищи.

«Я как-то углепластиковую арматуру не нашел. Но мне предложили альтернативу – стеклопластик. Поскольку я просто хотел сделать армированный пояс для дома из силикатного кирпича, то этот вариант мне вполне подошел. Заказывал его в бухтах. Вязали сетку втроем. Делали все очень аккуратно, проблем не возникло. Стройка закончилась – дом стоит, все хорошо».

Тимофей Макаров, Балашиха.

«Я делал фундамент, и мне посоветовали новый вид арматуры — углепластик. Немного боялся, что монтаж будет обременительным из-за того, что она плохо гнется. Хотел все-таки брать классику. Теперь радуюсь, что меня уговорили — её было легко перевозить, просто в багажнике, и совершенно не сложно устанавливать, а в прочности конструкции я не сомневаюсь, потому что если из углепластиковой арматуры делают мосты и шпалы, то и мой дом не упадет».

Владислав Колесников, Белгород.

Углепластиковая арматура: основные характеристики и применение

Углепластиковая арматура

Этапы производства углепластиковой арматуры

Технологический автоматизированный процесс, благодаря которому появляется арматура из углепластика, носит название пултрузии или протяжки. С ее помощью, без дополнительных материальных затрат и привлечения дополнительных людских ресурсов, можно изготовить композитную арматуру, которая обладает постоянной площадью поперечного сечения.

Схема аппарата для пултрузии

Установка, производящая данный вид изделий, состоит из системы, подающей композитное волокно в полимерную ванну, преформовочной системы, горячей пресс-формы (или фильеры) и из тянущей и отрезной машины. Чаще всего сегодня в качестве полимеров применяют различные эпоксидные или виниловые смолы, хотя на более прогрессивных производствах появились так называемые пултрузионные смолы, позволяющие ускорить процесс до 6 м/с.

Как же делают углепластиковую арматуру?

• Вначале, волокно графита подается в полимерную ванну, в которой оно пропитывается специальным полимером;
• Из ванны, графит, покрытый полимером, попадает в преформовочное устройство. Именно в нем придается нужная форма будущему изделию, и выравниваются волокна;
• Оттуда, волокна карбона направляются в нагретую фильеру, наружный край которой постоянно охлаждают водой, дабы предотвратить коагуляцию не застывшего полимера. Проходя через пресс-форму, в которой специальными нагревательными элементами создается до 6 зон с различной температурой, полимер затвердевает и на выходе из нее получается охлажденный, почти готовый продукт;
• Далее, по тянущей системе углепластиковая арматура режется на определенные технологическим стандартом сегменты.

Производственная линия для изготовления углепластиковой арматуры

Казалось бы, ничего сложного в данном процессе нет – подготовил нужные компоненты и нажал кнопку «Пуск»! На самом деле только правильный научный подбор всех параметров производства: скорости протяжки, подбор температурных режимов фильеры, хорошая пропитка полимером и его кинетические свойства и т.п., позволят в конечном итоге получить качественный продукт.

Основные свойства углепластиковой арматуры

По своему внешнему виду данное изделие почти ничем не отличается от предшественницы – металлической арматуры. Оно тоже имеет вид тонких прутьев или стержней с различным диметром поперечного сечения (до 20мм).

Различные диаметры поперечного сечения

Поверхность у такой арматуры ребристая, что обеспечивает максимальное сцепление с бетонным раствором.

Основными компонентами, который и наделяет углепластиковую арматуру уникальными свойствами, являются полимер и сам карбон. Структура его волокон является прерывистой, за счет чего и достигаются те принципиальные преимущества, выгодно выделяющие такую арматуру среди остальных композитных изделий:

• Высокая прочность изделия. По сравнению с металлической арматурой, углепластиковая лучше выдерживает нагрузку и компрессионное давление на удар или излом. Благодаря этому качеству можно значительно уменьшить ее расход, а также сделать более редкую армированную сетку. Многие используют даже стержни с меньшим диметром, чем металлические, и все-равно качество постройки не страдает. То есть, можно сказать, что из-за уникальной прочности этого изделия заметно уменьшаются затраты на строительство;
• Более легкий удельный вес. Опять же, по сравнению с металлической, арматура углепластиковая до 10 раз легче. Это влечет за собой уменьшение затрат на транспортировку изделия, ведь за один раз вы сможете привести почти в 10 раз больше армирующего материала. Если же речь идет о частном строительстве загородного дома или дачи, то такую арматуру можно с легкостью перевести в багажнике автомобиля, тем более что она приобретается вместе со специальными укладочными бухтами;
• Устойчивость к коррозии и воздействию агрессивных факторов внешней среды. Если металлическая арматура, спустя определенный промежуток времени может заржаветь, то углепластиковой не страшны даже морская вода или различные кислоты. Вот почему именно этот вид композитной арматуры используется при строительстве мостов;
• Низкая теплопроводность. Данное качество просто неоценимо, так как оно позволит сохранить большую часть тепла в фундаменте и стенах. Если, задаться целью, сравнить энергосберегающие возможности углепластиковой и металлической арматуры, то первая раз в сто опережает свою предшественницу!
• Устойчивость к воздействию экстремально низких температур;
• Хорошая радиопроницаемость наряду с экранирующими свойствами по отношению к электромагнитному полю. Как это свойство композитной арматуры поможет в реальной жизни? Возьмем тот факт, что все мобильные устройства будут работать, независимо от месторасположения, без помех и искажений сигнала;
• Высокая долговечность. Как утверждают все производители композитной арматуры, ее минимальный срок эксплуатации около 75 лет;
• И, наконец, последнее преимущество, которое по своей значимости может перевесить все остальные, это низкая стоимость изделия, благодаря доступности материала.

Сравнительная характеристика

«Минусы» углепластиковой арматуры

Наряду с положительными качествами, углепластиковая арматура обладает и рядом отрицательных черт, о которых необходимо знать. Прежде всего, это низкий модуль упругости (в 4 раза меньше, чем у металлической). То есть такая арматура плохо гнется, а если это и происходит, то она сразу же ломается. По этой причине, ее применяют при строительстве фундамента, дороги, мостов, но использование в перекрытиях влечет за собой потенциальный риск и необходимость дополнительных расчетов.

Затем нужно сказать и о воздействии высокой температуры. Так, при нагреве до 600ºС, арматура из углепластика начинает быстро размягчаться. Поэтому при строительстве нужно предпринять дополнительные меры по теплоизоляции, в случае пожара.

Следующий минус данной арматуры можно отнести не к отрицательным качествам, а к неудобным факторам работы. Дело в том, что ее нельзя сварить электросваркой. В связи с этим, на производстве к концам арматуры приделывают стальные наконечники, которые позволяют уже произвести сварочные мероприятия.

Также вы не сможете изменить форму углепластиковой арматуры в процессе строительства. Необходимо сразу же просчитать нужные вам варианты и договориться с производителем на заводе, предоставив ему чертежи.

Использование углепластиковой арматуры

Из-за того, что такая арматура не подвержена коррозии и воздействию влаги, она находит широкое применение в строительстве канализационных систем и водоочистительных сооружений. Также, ее предпочитают использовать для постройки химических складов и мостов. Во втором случае важную роль играет прочность армирующего изделия.

Данная композитная арматура идеально подходит для прокладки дорожного полотна и при выполнении на нем любых реставрационных работ. Во-первых, ее легко транспортировать.

Удобство транспортировки

Во-вторых, не требуется дополнительных сварочных работ, что удешевляет и ускоряет процесс укрепления дороги.

Таким образом, хотя на Западе, углепластиковую арматуру применяют уже несколько десятилетий, в нашем регионе это еще сравнительно новая тенденция, которая имеет далеко идущие перспективы!

Применение углепластиковой арматуры

Видео – арматура углепластиковая

отзывы, характеристики, особенности и область применения, цены

Углеродные волокна доказали свою полезность и их активно используют во многих продуктах бытовой, промышленной и строительной сферы. Одним из направлений является выпуск композитных полимерных арматурных изделий, которые производители продвигают как неплохую альтернативу металлическому прокату.

Оглавление:

1. Особенности и область использовния
2. Плюсы и минусы композитной арматуры
3. Отзывы застройщиков

Характеристики и сферы применения

Согласно ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия» в качестве упрочняющих волокон могут использоваться четыре вида непрерывных или штапельных нитей:

• Арамидные из полиамидных материалов.
• Стеклянные, производимые из расплава неорганического стекла.
• Базальтовые, изготавливаемые из вулканических пород.
• Углеродные, получаемые методом пиролиза (термообработки) органических волокон специальных веществ – прекурсоров. Их выбирают из-за того, что они содержат от 90 % и более массы углерода.

Волокна дополняются термореактивными связующими смолами группы эпоксидов или полиэфиров. Именно из-за этого готовая продукция относится к категории «неметаллическая композитная арматура» и, несмотря на заверения производителей, не может быть приравнена к стальному арматурному прокату.

Исследования показывают, что углеродная нить обладает лучшими характеристиками по сравнению со стеклянными и базальтовыми волокнами. Соответственно, физико-технические свойства углепластикового композита намного выше, чем у аналогов.

Наименование показателя	Стеклокомпозит	Базальтокомпозит	Углекомпозит	Арамидокомпозит
Предел прочности при растяжении, МПа	800-1000	800-1200	1400-2000	1400
Модуль упругости при растяжении, ГПа	45-50	50-60	130-150	70
Предел прочности при сжатии, МПа	300	300	300	300
Предел прочности при поперечном срезе, МПа	150	150	350	190

Большинство продавцов и покупателей путают все четыре вида композита, хотя из таблицы видно, что характеристики стеклопластиковой арматуры весьма посредственные по сравнению с углепластиком.

По таким критериям как предел прочности и модуль упругости карбоновые волокна подразделяются на:

• Материал общего назначения.
• Высокопрочные.
• Сверхвысокомодульные.
• Высокомодульные.
• Среднемодульные.

Композитная арматура производится из первых двух разновидностей. Внешне готовые изделия схожи с металлопрокатом – стержни круглого сечения диаметром 4-32 мм с периодическим профилем. Рифление получается за счет намотки углеволоконного жгута. Сверху продукт покрывается слоем термореактивной смолы для защиты нитей от разрушающих факторов. Некоторые заводы (Гален, ТДКМ) предлагают варианты с гладкой или рифленой поверхностью и песчаной обсыпкой для улучшения адгезии с бетонным раствором.

Бытует мнение, что углепластиковая арматура может быть только черной. Утверждение ошибочно, так как при желании заводы изготавливают композитную продукцию в любом из 12 основных колеров: красную, синюю, зеленую и так далее.

Производители рекомендуют применять углекомпозит в следующих областях:

1. Строительство малоэтажных зданий (фундамент, стены монолитные и многослойные, перегородки).

2. Сооружение различных устройств коммунального и бытового характера (септики, канализационные системы, теплицы).

3. Возведение мостов, настилов, опорных элементов.

4. Устройство дорожного полотна, тротуаров.

5. Производство фасонных изделий и многие другие.

Некоторые строители умудряются с успехом использовать карбоновый композит в нестандартных решениях: при анкеровании многослойных стен, в качестве замены металлических уголков, нагелей при возведении срубовых домов, бань или беседок. И, как свидетельствуют отзывы, углепластик отлично возмещает недостатки металла (коррозия и тому подобное).

Композитную арматуру можно купить в виде стержней длиной до 12 м или бухтами по 50-200 метров в намотке. Для фиксации (вязки) при сборке каркаса используются пластиковые хомуты или вязальная проволока в толщине не более 4 мм.

Преимущества и недостатки

О стальной арматуре известно все. А вот композитные армирующие прутья для потребителей – загадка. Производители заявляют о следующих достоинствах углепластиковой продукции:

1. Химическая и биологическая устойчивость материала. Композитные изделия инертны к воде, кислотам, щелочам, различным микроорганизмам.

2. Абсолютный диэлектрик. Конструкция с углепластиком радиопрозрачна и магнитоинтерна, не проводит электричество.

3. Малый вес. Масса углепластиковой арматуры в 5-7 раз меньше стали, за счет чего облегчается доставка, а монтаж производится быстро и легко одним работником.

4. Высокая теплоемкость. Коэффициент теплопроводности углекомпозита не превышает 0,5 Вт/м*К, тогда как аналогичный показатель стали равен 47 Вт/м*К.

5. Высокая прочность – выдерживает значительные нагрузки, устойчива на излом, к механическим воздействиям, поэтому при замене стальной можно использовать карбонокомпозит меньшего диаметра.

Некоторые физические характеристики не уступают показателям металла. Но демонстрируемые производителями результаты исследований опираются на данные волокна, а не готового стержня. В отличие от стальных изделий, в композитной арматуре сечение волокна не равно диаметру прута, не менее 25-50% объема приходится на синтетическую смолу или, проще говоря, полимеризованный пластик. Реальные данные по процентному соотношению отсутствует, равно как и соответствующие нормативы, ТУ для испытаний и другая документация. Все это заставляет сомневаться, а допустима ли замена металлического стержня 8 мм на углекомпозит того же диаметра или требуется пересчет?

6. Эксплуатация в широком диапазоне температур: от -70 до +400°C. На самом деле любой пластик при морозе ниже -10 °С становится хрупким. А если температурный уровень опустится ниже -30 °С, то каркас может просто раскрошиться при малейшем увеличении нагрузки. Что же касается верхнего предела, здесь вопрос в сомнительной огнестойкости материала. Синтетические полимеры начинают плавится при температуре от +120 °С и выше, стержни быстро потеряют форму, «потекут».

7. Долговечность – до 50 лет. Стальная арматура используется уже более 100 лет, накоплен огромный опыт и база знаний по ней, известны всевозможные параметры, включая срок службы. Арматура из карбонопластиковой смеси до сих пор полностью не изучена и точный эксплуатационный период неизвестен, только предполагаемый.

8. Простой монтаж при помощи пластиковых хомутов. Самым надежным методом фиксации элементов считается сварка. Следом идет вязка проволокой диаметром от 1,4 мм. Гибкие пластиковые полоски однозначно не выдерживают тех же нагрузок, что и сталь, поэтому высокая прочность таких соединений – не более чем миф.

Подытоживая, отметим, что действительных плюсов у арматуры из композита немного – четыре позиции. В копилке минусов:

• Ломкость. При изгибании продукция быстро трескается, ломается, поэтому криволинейные конструкции и углы из нее армировать не получится. Именно из-за этого факта карбонопластик получает негативные отзывы.
• Отсутствие нормативной и расчетной базы.
• Высокая цена. Даже при равнопрочной замене стоимость стали существенно ниже, что доказывает приведенная ниже таблица.

Сравнение стоимости композитной и металлической арматуры:

Диаметр продукции, мм	Цена АМ, рубли/погонный метр	Цена АУК, рубли/погонный метр
6	11	11
8	13	14
10	18	20
12	25	28
14	30	36
16	48	55
18	55	67

Таким образом, углепластик лучше использовать в узкоспециализированном строительстве и при возведении не нагружаемых конструкций.

Мнения людей

«Летом впервые столкнулся с углекомпозитной арматурной продукцией. Задумал строить забор из профнастила и на мелкозаглубленный фундамент потребовался каркас из тонких стержней. У меня легковая машина, поэтому металл брать не хотелось – сложно его везти на крыше. Сначала думал купить базальтопластиковую арматуру, но продавец предложил попробовать карбоновый композит, который по характеристикам гораздо прочнее. 3 бухты по 100 м легко уместились в багажнике. Минус заметил при заливке – изделия гибкие и бетонная смесь при попадании в опалубку немного сдвигает каркас. В остальном углекомпозит показал себя достойно».

Игорь Фомичев, Волгоград.

«Заказал строительство коттеджа из пенобетона. Материал гигроскопичный, поэтому снаружи дополнительно стены облицовывались кирпичом с внутренним утеплением пенопластом. Получилась такая колодезная кладка. Для связки всех слоев использовали стержни углекомпозитной арматуры. Работать с ней намного проще, чем с металлической, а разница в прочности невелика».

Арсений, Самара.

«Когда в квартире делали капитальный ремонт, для ускорения заказал полусухую стяжку и менеджер посоветовал приобрести углекомпозитную арматуру. Можно было и стеклопластик, но карбоновая продукция более прочная. Сетку сделали мелкоячеистой, чтобы увеличить надежность и исключить любые подвижки».

Александр, Казань.

«Строил дом из керамзитобетона и прораб порекомендовал купить углепластиковые прутья для армирования стен вместо металлических. По отзывам композитная арматура неплохо проявляет себя в таких конструкциях. Режется очень легко, монтировать ее еще проще».

Олег Чайкин, Омск.

Углепластиковая арматура: изготовление и свойства

Содержание статьи:

Производство углепластиковой арматуры представляет собой автоматизированный процесс, который именуется пултрузией или протяжкой.

При использовании этого метода изготовления, широкое распространение получила автоматизация процесса при осуществлении производства арматуры из углепласта без использования дополнительного объема человеческих и финансовых ресурсов.

При помощи этого метода изготавливается композитная арматура с постоянным сечением.

Установка, используемая при осуществлении изготовления данного вида продукции, включает в себя:

1. систему подачи,
2. ванну с полимером,
3. пресс-форму,
4. тянущую
5. и отрезную машины.

При производстве композитной арматуры используются полимеры на основе эпоксидных и виниловых смол. В более прогрессивной технологии нашли применение пултрузионные смолы, которые способны повысить скорость производства этого типа арматуры до 6 метров в секунду.

Как осуществляется процесс изготовления углепластиковой арматуры

На первом этапе изготовления арматуры осуществляется процесс подачи графитового волокна при помощи специальной установки в полимерную ванну. Внутри ванны осуществляется пропитка волокна специальным составом полимеров.

На втором этапе изготовления графитовое волокно, покрытое спецполимерами, поступает в преформовочную установку. Назначение этого устройства – придание формы будущей полимерной арматуре требуемой формы. В этом же устройстве осуществляется выравнивание графитовых волокон.

На следующем этапе карбоновые волокна направляются в прогретую фильеру. Край фильеры находится под действием холодной воды, которая осуществляет ее охлаждение. Такая особенность устройства позволяет предупредить коагуляцию еще не застывшего полимерного раствора.

При прохождении пресс-формы, которая имеет шестизонный нагрев при помощи нагревательных спецэлементов, происходит затвердевание полимерного состава и на выходе из пресс-формы получается охлажденная, практически готовая продукция, которая потом находит свое применение в схемах армирования фундаменте.

После пресс-формы готовая продукция по тянущей системе поступает в отрезную установку, в которой осуществляет разрезание арматуры на заранее запрограммированные отрезки.

На первый взгляд нет ничего сложного в технологии производства углепластиковой арматуры.

Но стоит отметить, что без правильного научного подхода к производственному процессу изготовления арматуры невозможно изготовить качественную продукцию.

Для изготовления качественной продукции требуется правильно подобрать большое количество параметров производственного процесса. Среди них присутствуют скорость протяжки, температурные режимы на зонах фильеры, качественная пропитка полимером и некоторые другие.

Основные свойства присущие арматуре, изготовленной из углепласта

Внешний вид изготовленной таким способом арматуры, практически не отличим от арматуры, изготовленной из металла. Арматура из углепласта изготавливается также как и ее металлический аналог в виде прутьев и стержней с различным диаметром.

Поверхность арматуры изготовленной из пластика делается ребристой, что позволяет достичь максимальной силы сцепления с раствором, при изготовлении изделий с применением такого типа углепластиковая арматура.

Основными составляющими, которые обеспечивают полимерную арматуру, ее превосходными качествами, являются полимерное соединение и карбоновые волокна.

Структура волокон в арматуре является прерывистой, благодаря чему появляются принципиально новые свойства у материала, которые выгодно выделяют этот материал среди большого числа аналогичных изделий.

Среди этих свойств можно выделить следующие:

• повышенная прочность, арматура из углепласта выдерживает более высокие нагрузки нежели аналог из металла,
• небольшое значение удельного веса, что снижает затраты на транспортирование и снижает массу бетонных изделий,
• высокая устойчивость к агрессивной окружающей среде,
• низкая теплопроводность, что позволяет снизить теплопотери здания,
• устойчивость к воздействию пониженных температур,
• повышенная долговечность службы изделия,
• очень низкая цена изделия.

Минусы арматуры из углепласта

Как и любой другой строительный материал углепластиковая арматура помимо преимуществ, имеет также ряд недостатков, основными среди которых являются следующие:

• низкий показатель упругости, то есть арматура плохо гнется, а при ее сгибании велика вероятность ее поломки на куски,
• при действии на арматуру температур более 600 градусов происходит размягчение арматурного прута,
• арматура из углепласта не подвергается сварочным работам, что усложняет процесс монтажа каркасов изделий.

Углепластиковую арматуру можно использовать при прокладке полотна дорог и при выполнении ремонта дорожного полотна. Есть ещё большое количество областей, где используется данный строительный материал. Отсутствие необходимости в сварочных работах позволяет ускорить сборку конструкций, хотя сборка и является более сложной. у нас вы также сможете познакомиться с композитной арматурой.

отзывы, характеристики, особенности и область применения, цены

Углеродные волокна доказали свою полезность и их активно используют во многих продуктах бытовой, промышленной и строительной сферы. Одним из направлений является выпуск композитных полимерных арматурных изделий, которые производители продвигают как неплохую альтернативу металлическому прокату.

Оглавление:

1. Особенности и область использовния
2. Плюсы и минусы композитной арматуры
3. Отзывы застройщиков

Характеристики и сферы применения

Согласно ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия» в качестве упрочняющих волокон могут использоваться четыре вида непрерывных или штапельных нитей:

• Арамидные из полиамидных материалов.
• Стеклянные, производимые из расплава неорганического стекла.
• Базальтовые, изготавливаемые из вулканических пород.
• Углеродные, получаемые методом пиролиза (термообработки) органических волокон специальных веществ – прекурсоров. Их выбирают из-за того, что они содержат от 90 % и более массы углерода.

Волокна дополняются термореактивными связующими смолами группы эпоксидов или полиэфиров. Именно из-за этого готовая продукция относится к категории «неметаллическая композитная арматура» и, несмотря на заверения производителей, не может быть приравнена к стальному арматурному прокату.

Исследования показывают, что углеродная нить обладает лучшими характеристиками по сравнению со стеклянными и базальтовыми волокнами. Соответственно, физико-технические свойства углепластикового композита намного выше, чем у аналогов.

Наименование показателя	Стеклокомпозит	Базальтокомпозит	Углекомпозит	Арамидокомпозит
Предел прочности при растяжении, МПа	800-1000	800-1200	1400-2000	1400
Модуль упругости при растяжении, ГПа	45-50	50-60	130-150	70
Предел прочности при сжатии, МПа	300	300	300	300
Предел прочности при поперечном срезе, МПа	150	150	350	190

Большинство продавцов и покупателей путают все четыре вида композита, хотя из таблицы видно, что характеристики стеклопластиковой арматуры весьма посредственные по сравнению с углепластиком.

По таким критериям как предел прочности и модуль упругости карбоновые волокна подразделяются на:

• Материал общего назначения.
• Высокопрочные.
• Сверхвысокомодульные.
• Высокомодульные.
• Среднемодульные.

Композитная арматура производится из первых двух разновидностей. Внешне готовые изделия схожи с металлопрокатом – стержни круглого сечения диаметром 4-32 мм с периодическим профилем. Рифление получается за счет намотки углеволоконного жгута. Сверху продукт покрывается слоем термореактивной смолы для защиты нитей от разрушающих факторов. Некоторые заводы (Гален, ТДКМ) предлагают варианты с гладкой или рифленой поверхностью и песчаной обсыпкой для улучшения адгезии с бетонным раствором.

Бытует мнение, что углепластиковая арматура может быть только черной. Утверждение ошибочно, так как при желании заводы изготавливают композитную продукцию в любом из 12 основных колеров: красную, синюю, зеленую и так далее.

Производители рекомендуют применять углекомпозит в следующих областях:

1. Строительство малоэтажных зданий (фундамент, стены монолитные и многослойные, перегородки).

2. Сооружение различных устройств коммунального и бытового характера (септики, канализационные системы, теплицы).

3. Возведение мостов, настилов, опорных элементов.

4. Устройство дорожного полотна, тротуаров.

5. Производство фасонных изделий и многие другие.

Некоторые строители умудряются с успехом использовать карбоновый композит в нестандартных решениях: при анкеровании многослойных стен, в качестве замены металлических уголков, нагелей при возведении срубовых домов, бань или беседок. И, как свидетельствуют отзывы, углепластик отлично возмещает недостатки металла (коррозия и тому подобное).

Композитную арматуру можно купить в виде стержней длиной до 12 м или бухтами по 50-200 метров в намотке. Для фиксации (вязки) при сборке каркаса используются пластиковые хомуты или вязальная проволока в толщине не более 4 мм.

Преимущества и недостатки

О стальной арматуре известно все. А вот композитные армирующие прутья для потребителей – загадка. Производители заявляют о следующих достоинствах углепластиковой продукции:

1. Химическая и биологическая устойчивость материала. Композитные изделия инертны к воде, кислотам, щелочам, различным микроорганизмам.

2. Абсолютный диэлектрик. Конструкция с углепластиком радиопрозрачна и магнитоинтерна, не проводит электричество.

3. Малый вес. Масса углепластиковой арматуры в 5-7 раз меньше стали, за счет чего облегчается доставка, а монтаж производится быстро и легко одним работником.

4. Высокая теплоемкость. Коэффициент теплопроводности углекомпозита не превышает 0,5 Вт/м*К, тогда как аналогичный показатель стали равен 47 Вт/м*К.

5. Высокая прочность – выдерживает значительные нагрузки, устойчива на излом, к механическим воздействиям, поэтому при замене стальной можно использовать карбонокомпозит меньшего диаметра.

Некоторые физические характеристики не уступают показателям металла. Но демонстрируемые производителями результаты исследований опираются на данные волокна, а не готового стержня. В отличие от стальных изделий, в композитной арматуре сечение волокна не равно диаметру прута, не менее 25-50% объема приходится на синтетическую смолу или, проще говоря, полимеризованный пластик. Реальные данные по процентному соотношению отсутствует, равно как и соответствующие нормативы, ТУ для испытаний и другая документация. Все это заставляет сомневаться, а допустима ли замена металлического стержня 8 мм на углекомпозит того же диаметра или требуется пересчет?

6. Эксплуатация в широком диапазоне температур: от -70 до +400°C. На самом деле любой пластик при морозе ниже -10 °С становится хрупким. А если температурный уровень опустится ниже -30 °С, то каркас может просто раскрошиться при малейшем увеличении нагрузки. Что же касается верхнего предела, здесь вопрос в сомнительной огнестойкости материала. Синтетические полимеры начинают плавится при температуре от +120 °С и выше, стержни быстро потеряют форму, «потекут».

7. Долговечность – до 50 лет. Стальная арматура используется уже более 100 лет, накоплен огромный опыт и база знаний по ней, известны всевозможные параметры, включая срок службы. Арматура из карбонопластиковой смеси до сих пор полностью не изучена и точный эксплуатационный период неизвестен, только предполагаемый.

8. Простой монтаж при помощи пластиковых хомутов. Самым надежным методом фиксации элементов считается сварка. Следом идет вязка проволокой диаметром от 1,4 мм. Гибкие пластиковые полоски однозначно не выдерживают тех же нагрузок, что и сталь, поэтому высокая прочность таких соединений – не более чем миф.

Подытоживая, отметим, что действительных плюсов у арматуры из композита немного – четыре позиции. В копилке минусов:

• Ломкость. При изгибании продукция быстро трескается, ломается, поэтому криволинейные конструкции и углы из нее армировать не получится. Именно из-за этого факта карбонопластик получает негативные отзывы.
• Отсутствие нормативной и расчетной базы.
• Высокая цена. Даже при равнопрочной замене стоимость стали существенно ниже, что доказывает приведенная ниже таблица.

Сравнение стоимости композитной и металлической арматуры:

Диаметр продукции, мм	Цена АМ, рубли/погонный метр	Цена АУК, рубли/погонный метр
6	11	11
8	13	14
10	18	20
12	25	28
14	30	36
16	48	55
18	55	67

Таким образом, углепластик лучше использовать в узкоспециализированном строительстве и при возведении не нагружаемых конструкций.

Мнения людей

«Летом впервые столкнулся с углекомпозитной арматурной продукцией. Задумал строить забор из профнастила и на мелкозаглубленный фундамент потребовался каркас из тонких стержней. У меня легковая машина, поэтому металл брать не хотелось – сложно его везти на крыше. Сначала думал купить базальтопластиковую арматуру, но продавец предложил попробовать карбоновый композит, который по характеристикам гораздо прочнее. 3 бухты по 100 м легко уместились в багажнике. Минус заметил при заливке – изделия гибкие и бетонная смесь при попадании в опалубку немного сдвигает каркас. В остальном углекомпозит показал себя достойно».

Игорь Фомичев, Волгоград.

«Заказал строительство коттеджа из пенобетона. Материал гигроскопичный, поэтому снаружи дополнительно стены облицовывались кирпичом с внутренним утеплением пенопластом. Получилась такая колодезная кладка. Для связки всех слоев использовали стержни углекомпозитной арматуры. Работать с ней намного проще, чем с металлической, а разница в прочности невелика».

Арсений, Самара.

«Когда в квартире делали капитальный ремонт, для ускорения заказал полусухую стяжку и менеджер посоветовал приобрести углекомпозитную арматуру. Можно было и стеклопластик, но карбоновая продукция более прочная. Сетку сделали мелкоячеистой, чтобы увеличить надежность и исключить любые подвижки».

Александр, Казань.

«Строил дом из керамзитобетона и прораб порекомендовал купить углепластиковые прутья для армирования стен вместо металлических. По отзывам композитная арматура неплохо проявляет себя в таких конструкциях. Режется очень легко, монтировать ее еще проще».

Олег Чайкин, Омск.

Похожие статьи

Арматура углепластиковая

Содержание статьи:

Строительство — это на сегодняшний день, как и в былые времена, является очень значимым делом. Это ведь и не удивительно. Точно также, существует огромное количество всевозможных строительных материалов и композиций.

В данной статье, речь пойдет об арматуре углепластиковой. Уж очень много всевозможных разговоров, положительных и противоречивых разговоров ходит о представленной арматуре. Именно поэтому, есть смысл разобраться во всем этом.

Типы углепластиковой арматуры

Стоит отметить, что арматура композитного направления подразделяется на три самых основных и важных типа, вариаций.

Все это зависит от того, какой характер содержит наполнитель, в также и матрица, которая в свою очередь, туда входит.

Помимо этого, стоит учитывать еще и то, что составная часть композитной арматуры довольно такие сильно воздействует на физические и механические свойства данного вида.

За исключением этого, все это влияет еще и на ту область, где используют композитную арматуру. Таких областей может быть огромное множество. Кстати, для понимания общей картины, можете ознакомиться с арматурой стеклопластиковой.

На сегодняшний день, число людей, которые используют подобную конструкцию, становится все больше и больше. Конечно, противоречивые отзывы существуют.

Но как вы знаете, не всех все всегда устраивает. Но, тем не менее, и цена соответствует качеству, и все же положительных отзывов о нем гораздо больше.

Качества арматуры углепластиковой

Арматура стеклопластикового назначения (АКС). Характеристики и области применения композитная арматура. Элементом, за счет которого происходит армирование арматуры стеклопластикового назначения (АКС), является стекловолокно.

• В принципе, арматура подобного вида является очень легким, но в тоже время, достаточно прочным (повышена степень прочности во время разрыва), магнитоинертным, противостоит порчи металла, радопрозрачная, не провоидь электричество. Также, арматура имеет очень низкую ценовую категорию. Кроме того, она устойчива к тем условиям, которые происходят в среде бетона.

Можно еще добавить и то, что углепластиковая арматура обладает достаточным коэффициентом расширения теплового направления, которая в свою очередь, очень похожа на свойства бетона.

Это позволяет преодолеть образование всевозможных деформаций. Например, таких как трещины, разрушения конструкций, состоящих, непосредственно, из бетона, а также, которые тесно связаны с изменениями температуры, вызванные сезонно.

Арматура углепластиковая имеет очень хорошие физические и химические показатели. Именно поэтому, ее довольно таки активно используют в процессе осуществления армирования заборных, тротуарных, а также и для дорожных плит.

Сюда же можно отнести армирование балок из дерева, всевозможные опоры, которые изолируют траверсы линий электрических коробок, армирование оснований, сооружений, изготовленных из бетона и так далее.

Использование углепластиковой арматуры

Мало, кому известно, что арматуру стеклопластикового направления используют еще и в работах реставрационного направления, процессе армирования настилов и мостов, а также, еще очень и очень во многих областях.

• Самое важное, необходимо знать толк, начальные навыки и меру. Это правило относится не только арматуре композитного направления, но и к другим строительным материалам и элементам.

Матрицей этого материала является еще и смола на основе синтетического термостойкого назначения. А вот наполнителем еще служит и непосредственно, волокно.

Иными словами, еще именуют, как карбон. В отличие от иных разновидностей подобных наполнителей композитных материалов, представленное волокно периодически прерывается.

Минусы углепластиковой арматуры

Во время испытаний, абсолютно все показатели по всем категориям, включая физические и химические свойства показатели очень высокие баллы. Единственное, в данном случае, есть свой минус.

Арматура может быть доступна не всем. Это зависит от того какое количество, будет использовано в строительстве. Также, отрицательный фактор состоит еще и в том, что она практически не гнется. И как следствие, в большинстве случаев, ломается.

Помимо всего этого, она не выдержит более продолжительного нагревания, которое будет превышать порядка двухсот градусов по Цельсию.

И если произойдет пожар, то арматура сразу же перейдет в жидкое состояние, причем, внутри бетона.

Очень не рекомендовано использовать такую арматуру в тех плитах, которые составляют длину более четырех метров при производстве маршей лестничного направления, в конструкциях из бетона, при процессе осуществления армирования мостов, как было сказано ранее и во всех подобных процессах, все-таки для монолитного фундамента нужен иной подход.

В противном случае, никакого толка от строительства не будет. Скорее, вы больше потеряете и вложите, нежели получите хороший и эффективный результат от выполненной работы.

Именно поэтому и необходимы начальные навыки в данной области. Таким образом, начинать какую-либо работу, связанную с использованием углепластиковой арматуры, не имеет смысла, потому как, прежде всего, тут нужен опыт.