Стъклопластова арматура

Какво представлява стъклокомпозитна арматура?

При купуване на бетон или хоросан, изливане на фундаменти или при строежа на всяка друга бетонна конструкция, строителя винаги използва укрепващ материал, с други думи, арматура. Повечето са свикнали със стандартното метално армиране на конструкцията. Днес на пазара се появява един нов продукт – отлична алтернатива на металната арматура – това е стъклопластова арматура (също така наречена базалтова, композитна или полимерна арматура), изградена въз основа на фибростъкло. Стъклопластова арматура е арматура произведена от неметални пръти от стъклени, базалтови, въглеродни или арамидни влакна, импрегнирани с термореактивни или термопластични полимерни свързващи, която също така се нарича композитна или стъклокомпозитна арматура.

Компания Смарт Метал Груп – е вносител на композитна арматура. Нашата цел е да се внесе на строителния пазар новият продукт и технология в използването на композитни материали и изделия от тях. Всяка година на пазара на строителни материали се появяват нови продукти и материали, които могат да обърнат представата за стандартно строителство. Композитната стъклопластова арматура е имено такъв материал. Композитна арматура – това е продукт на съвременните нанотехнологии, които се използват в космическата и военните индустрии. Нашата композитна арматура е направена от високотехнологично оборудване от алкално устойчиви стъклени влакна с добавка на наномодификатор в полимерно свързващо вещество. Този фактор осигурява високо качество на композитната арматура .

Стъклокомпозитната арматура на компания Смарт Метал Груп– е иновация, която предлага ново ниво на техническа и икономическа ефективност в строителния бранш. Всяко ново строителство се изпълнява в съответствие с определени закони, норми и параметри, чийто предмет е да се допълнят големия брой от предписаните стандарти и процедури, за да се елиминират грешки и загуби за периода на строителните дейности и да се осигури безопасността на хората. Нов и наистина уникален армировъчен елемент за изпълняване на строителните работи е неметална арматура с висока якост от композитни материали, която замества традиционната стоманена армировка. Неметална (композитна) арматура, се прави под формата на пръчка със спирален релеф на различна дължина от стъклени (стъклокомпозитна арматура) или базалтови (базалтова арматура) влакна, импрегнирани с химически устойчив полимер. Композитна арматура е преминала многочислени корозионни и физическо-механични изпитвания в г. Москва. В резултат на продължителни проучвания и за дълготрайност на строителните конструкции е използването на композитна арматура, като периода е най-малко 100 години. Такъв дълъг експлоатационен период се дължи на висока химическа устойчивост към всички известни агресивни околни среди – газова среда с повишени концентрации, хлоридни соли, противозамръзващи средства, морска вода и така нататък .

В строителството,стъклокомпозитната арматура е получила широко разпространение и заслужена популярност в страни като САЩ, Китай, Германия, Великобритания, Корея, Япония, Канада и Индия. Не е изненадващо, арматурното фибростъкло се използва много по-активно на Запад, отколкото в развиващите страни. Що се отнася до главния потребител в света, абсолютен лидер е САЩ, общото потребление на стъклокомпозитна арматура е 40%, което изобщо не е изненадващо. Тъй като точно там в края на 70-те се заражда производство на стъклокомпозитна арматура, и най-успешното развитие на пазара беше достигнато имено тук, след тях се нарежда по консумация азиатския регион с 24% и европейския с 29 %.

История на стъклокомпозитна арматура

Още през шейсетте години на ХХ век в Съветския съюз били направени изследвания в областта на неметалната арматура. В СССР (Минск, Москва, Харков) била разработена непрекъсната технология за производство на такава арматура с диаметър 6 мм от алкалоустойчиви стъклени влакна с минимален циркониев състав марка Щ-15 ЖТ, като са детайлно изучени нейните физико-механични свойства. По това време била разработена технология от фибростъкло с минимален циркониев състав марка Щ-15ЖТ, с основен акцент върху устойчивост на агресивни среди и съответно трайността на материала. Първоначално, за да се подобри сцеплението на арматурата към бетона, на нея се навиваше по спирала стъклена нишка. Още през 70-те години в изгражданията от лек бетон на фундаментите се използвала неметална арматура. Особен акцент в нейното използването бил в такива отрасли, като селско стопанство и например електроснабдяване (линии за подпомагане на мощността, за електролизни бани и т.н.). Един добър пример за това, когато през 1975 г. са били предадени в Гродно и Солигорск два експериментални участъка ЛЕП-10 кВт с траверси от стъклопластбетон и през 1979 г. в близост до Батуми два експериментални обекта ЛЕП 0,4 и 10 кВт, с траверси от бетонополимер, армиран със стъклокомпозитна арматура с диаметър 6 мм. Но не само в енергийния сектор се използвал този иновативен материал. Например през 1975 г. бил приключен строежа на първият в света ламиниран дървен мост с дължина 9 м, гредите чието напречно сечение са 20×60 см, изработени от смърчово дърво и армирани с четири предварително напрегнати греди на четирите стъклокомпозитни пръти с диаметър 4 мм. Вторият мост в СССР с арматура от стъклопласта бил построен през 1981 година в Приморския край през река Шкотовка. Но не само в Съветския съюз се разработвала и прилагала арматура от стъклопласта. В Германия в началото на 80-те години стъклокомпозитна арматура използвали за армиране на бетонни мостове. В град Дюселдорф бил построен мост за пешеходци. Двупосочен мост с ширината от 15 м на Уленбергщрасе бил армиран със стъклокомпозитни пръти и пуснат в експлоатация през 1987 г., максималното фиксирано натоварване на транспорта е 600 кН. През 1986 г. и 1988 г. в Япония са пуснати в експлоатация мостове, в конструкцията на които се използва упорна стъкловъглеродна арматура, която също така сложи началото за използването на неметална арматура в изграждането на морски пристанищни съоръжения. В САЩ стъклокомпозитна арматура се използва в изграждането на фундаменти и плочите при строителство на болницата Сан-Антонио (щат Тексас). Мащабното използване на стъклокомпозитна арматура започва от 90-те години на ХХ век и до момента, може да се каже, че тя е пробив в областта на строителните материали и най-перспективни иновативни материали на XXI век.

Област на стъклопластова арматура, композитна или стъклокомпозитна арматура

Стъклокомпозитна арматура (неметална арматура) се използва в съответствие с изискванията на проектната документация за сгради и съоръжения за различни цели.

1. Стъклокомпозитна арматура е предназначена за използване в промишленото, в гражданското и пътното строителство.
2. Прилагане в конкретни сгради и съоръжения за различни цели.
3. За употреба в лекият и тежък бетон (пенобетон, плочи за покриване и монолитни фундаменти)
4. Многослойна зидария.
5. В качеството на дюбели за закрепване на външната изолация за стените на сгради.
6. В качество на мрежи и армировъчни прътове в конструкциите.
7. В качество на гъвкави връзки в трислойните каменните стени на сгради и съоръжения от гражданско, промишлено и селскостопанско строителство, включващи основен, облицовъчен слой и слой от твърда изолация.
8. Използване при укрепване на нестабилни земни маси и други.
9. Морски и пристанищни съоръжения.
10. Канализация, отводнителни и дренажни инсталации.
11. Пътно платно и ограждения.
12. Елементи на инфраструктура и химическо производство.
13. Изделия от бетон с предварително напрегнато и ненапрегнато армиране (осветителни стълбове, електрически стълбове, изолационни траверси на електропроводи, пътни и тротоарни плочи, оградни плочи, бордюри, стълбове и кули, железопътни траверси, изделия за колектори, тръбопроводни (централно отопление, кабелни канали), комунални системи.
14. При изграждането на къщи по метода на постоянен кофраж.
15. При изграждането на устойчиви на земетресения сгради и съоръжения, както съществуващите, така и новоизградени.
16. Също така на стъклопластовата арматура, в сравнение с метална, не влияе електромагнитна корозия. Поради тази причина, тя се използва в бетонни конструкции на електростанции, подземно метро, в основите под железопътните линии, също така в стени и тавани на изследователски комплекси и медицински центрове, където намесата от полета на метална арматура могат да повлияят на показанията и работа на оборудване за ядрено-магнитен резонанс.
17. Стъклопластовата арматура се използва в селското стопанство в изграждането на конструкции, които са изложени на постоянно въздействие на агресивна среда – подпорна стена, силозни траншеи, оградни плочи, резервоари и т.н.. Стъклокомпозитната арматура се използва като опора за растения и цветя, която поради своите физични и химични характеристики се отличава със своята издръжливост. В допълнение, пръти от стъклопластовата арматура не се нуждаят от боядисване, не ръждясват, не гният, имат висока якост, се характеризират с прекрасен външен вид, и в същият момент имат най-ниска цена на пазара. Използването на стъклокомпозитна арматура удължава експлоатационен период на конструкция 2-3 пъти по дълго в сравнение с метална арматура, особено при въздействието върху тях на агресивна околна среда, включително съдържащи хлоридни соли, основи и киселини.

Преимущества на стъклопластова арматура, композитна или стъклокомпозитна арматура

• От 2,5 до 3 пъти по-силен в сравнение с традиционната метална армировка при еднакъв диаметър. Това прави възможно или да се увеличава размера на клетката при плетене на мрежата (в случай на използването стъклокомпозитна арматура с диаметър с равен диаметър на стоманена арматура) или да се остави същият диаметър размер на клетката, но да се използва композитна арматура с по-малък диаметър. И в двата случая, допълнителното предимство ще бъде значително намаляване на теглото и цената на крайната конструкция.
• Химическа и корозионна устойчивост. Силно устойчив към водни, солени и окислени среди и отнася към материалите на първата група за химическа устойчивост. Това също така гарантира издръжливостта и липсата на напукване и разрушаване на армирани бетонни конструкции, поради вътрешни напрежения, възникващи в процеса на корозия и корозионно надуване, както е в случая със стоманена арматура.
• В сравнение с метала, има по-ниска топлопроводимост. Топлопроводимостта на композитни материали въз основа на стъклопласта е по ниска от металната топлопроводимост с повече от 10 пъти. В резултат на това композитна строителна арматура, за разлика от стоманена – не е мост за студ и топлина в армирана бетонна конструкция.
• В сравнение с метална арматура, стъклопластова е устойчива върху агресивни среди, което е голямо предимство, тъй като при заливане на бетон, който е наситен с алкални вещества или при въздействие с вода, не води в крайна сметка до ръждясване и влошаване при съединението на арматура с бетон.
• Композитна арматура не губи якостните свойства при въздействие на изключително ниски температури.
• Спестяване на транспортни разходи – арматура ⦰4 – 10 мм с обща дължина до 10 км, с ниското си тегло може лесно да се транспортира с автомобил или малък транспортен бус.
• Стъклокомпозитна арматура ⦰4 – 10 мм се произвежда в намотки от 100 м, при инсталирането на армирани конструкции се отрязва до необходимата дължина, следователно, не остават ненужни остатъци. Това също спестява бюджета при изграждането.
• Стъклокомпозитна арматура е диелектрик (непроводима), магнитопрозрачна и радиопрозрачна. Не променя свойствата си под влиянието на магнитни полета.
• По-ниска плътност и следователно по-ниско тегло в сравнение с традиционна стоманена арматура. В случай при равен диаметър, композитна арматура 9-10 пъти по-лека.
• По-евтина от стоманена арматура, поради възможността за прилагане на по-малък диаметър със същата якост на диаметъра.
• Намаляване на разходите на фондацията за къщата в 2 пъти – това е реалността.
• Специалистите са изчислили и направили сравнителен анализ за производството на фундамента за 2-етажна сграда с фундаментална плоча с дебелина 300 мм. В един от случаите, в основата на фундамента се използва метална арматура, а в другият – стъклокомпозитна арматура.
• Както се вижда от инженерните изчисления, използването на стъклокомпозитна арматура, вместо метална при производството на фундамента, помага да се намалят разходи за арматура наполовина.
• Освен това, поради високите антикорозионни свойства на композитна арматура е възможно намаляването на дебелината на фундаментната плоча до 200 мм, което може значително да намали разходите за бетон. Също така, устойчивостта на арматурата към корозия може значително да удължи експлоатационния период на конструкцията, като по този начин в последствие се намаляват и разходите за поддръжка и ремонти.

Какво е това технологична линия?

Технологията на производство на стъклопласта зависи от изсушаване на суровини, развиване на влакна, импрегнирани със свързващи съставки и окончателна полимеризация. Комбинирани тези всички процеси в един ред на комплектно оборудване за производство на композитна арматура. Конструкцията и техническите решения на такива конвейерни системи са като цяло подобни. Техническите характеристики на композитна арматура в голяма степен зависят от температурните режими, при които става втвърдяването. Следователно, тяхната способност да се контролира влияят на свойствата и качеството на крайния продукт. Същността на технологичния процес – това е преминаване на затоплен стъклоровинг през специална вана. Заготовката преди да влезе във ваната преминава през специални пръстени. Самият обем има малък размер. Това се прави с цел да се спестят разходите за компоненти. След освобождаването на компонента от ваната се прави екстракция на разтопени свързващи вещества. Оборудване за производство на фибростъкло или базалтова арматура. За полимеризацията на състава в производствената линия за композитна арматура се инсталира пещ. Там се прави намотаване на ребрата за якост на нишката. При високи температури от свързващ състав излизат въздушни мехурчета от материал. Релефа, който се образува в композитна арматура в пещ, осигурява добро съединение с бетон и други строителни материали. След пещта заготовката влиза в ваната за охлаждане. Там продукта приема окончателната си форма. Крайният процес е нарязването на композитна арматура в зависимост с изискванията на клиента. Технологичният процес има предимството, тъй като лесно се автоматизира. Почти всички линии, сега работят в непрекъснат режим. Линията за производство на стъклокомпозитна арматура могат едновременно да се включат два или повече потоци. Част от оборудването, което се използва в производствената линия, има свои собствени характеристики. По този начин, в тръбната пещ трябва да се монтират метални рефлектори. Горната част е защитена с керамична обвивка. Такава конструкция на тръбната пещ позволява да минимизира загубата на топлина. В допълнение, системата за отопление трябва да бъде допълнена с вентилационна система. Нея я свързват чрез изходите, монтирани на входа и изхода. През цялата производствена линия е инсталиран гребец. Структурно той представлява лента, която стиска детайла и го тласка напред. Ако арматурата се планира да се достави на клиенти в ролки, на края на линията се поставя хаспел за арматура. Ако композитните продукти трябва да се режат на парчета, това се прави с помощта на шлифовъчна машина. Метод на опаковане на готовата арматура се извършва ръчно.

• Стандарт в Русия – Евразийски съвет по стандартизация, метрология и сертификация (EASC) Стандарт ГОСТ 31938-2012;
• Стандарт в Америка – Доклад ACI 440R-96 от Американския Институт за Бетон ACI Committee 440 ACI 440.1R-06 (Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars);
• Стандарт в Канада – Доклад на Канадската Изследователска Мрежа CAN/CSA-S6-02, 2002 «Design and Construction of Building Components with Fiber-Reinforced Polymers». CAN/CSA S806-02, Canadian Standards Association, Rexdale, Canada;
• Стандарт в Италия – Доклад и препоръки от Италианския Консултативен комитет за технически препоръки за конструкции CNR-DT 203/2006 (Guide for the Design and Construction of Concrete Structures Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer Bars);
• Стандарт в Япония – Доклад и препоръки от Японската общност на строителните инженери Japan Society of Civil Engineers (JSCE), 1997, «Recommendation for Design and construction of Concrete Structures Using Continuous Fiber Reinforcing Materials», Concrete Engineering Series No. 23, Tokyo, Japan;
• Стандарт в Швейцария – Технически доклад подготвен от работна група Task Group 9.3  Technical report prepared by a working party of Task Group 9.3, FRP (Fibre Reinforced Polymer) reinforcement for concrete structures;

Докато други работят с метали, ние работим с хора!

Вижте страницата на друг език: Russian