Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Композитная полимерная арматура представляет собой неметаллические стержни периодического профиля, изготовленные методом пултрузии из непрерывных волокон и термореактивного полимерного связующего. Согласно актуальному стандарту ГОСТ 31938-2022, композитная арматура классифицируется по типу армирующего наполнителя на пять основных видов.
Стеклокомпозитная арматура производится на основе стеклянных ровингов и эпоксидных смол. Такая арматура обладает высокой коррозионной стойкостью и низкой теплопроводностью, что делает её пригодной для применения в агрессивных средах. Базальтокомпозитная арматура изготавливается из базальтовых волокон, получаемых из расплава горных пород. По сравнению со стеклокомпозитной, базальтовая арматура демонстрирует повышенную термостойкость и щелочестойкость при аналогичных механических свойствах.
Углекомпозитная арматура создается на основе углеродных волокон и характеризуется максимальными значениями прочности при растяжении и модуля упругости среди всех типов композитной арматуры. Арамидокомпозитная арматура изготавливается из параарамидных волокон и отличается высокой ударной вязкостью. Комбинированная композитная арматура сочетает в силовом стержне различные типы волокон, например, стеклянные и углеродные, что позволяет оптимизировать характеристики под конкретные условия эксплуатации.
С 1 сентября 2022 года действует обновленная редакция стандарта ГОСТ 31938-2022, которая заменила предыдущую версию 2012 года. Обновление содержит уточненные требования к прочностным характеристикам, методам контроля и профилю арматуры. При проектировании необходимо использовать актуальную редакцию стандарта.
Производство и применение композитной арматуры в железобетонных конструкциях регламентируется комплексом нормативных документов. Основным стандартом является ГОСТ 31938-2022, устанавливающий общие технические условия на композитную полимерную арматуру периодического профиля для армирования бетонных конструкций. Стандарт определяет номенклатуру типоразмеров, физико-механические характеристики, правила приемки и методы контроля.
Методы определения физико-механических характеристик арматуры установлены стандартом ГОСТ 32492. Данный стандарт описывает процедуры испытаний на осевое растяжение, сжатие, поперечный срез, а также определение номинального диаметра методом гидростатического взвешивания. Определение прочности сцепления с бетоном производится методом выдергивания арматурных стержней из бетонных образцов.
Структурные и термомеханические характеристики композитной арматуры определяются в соответствии с ГОСТ 32486. Стандарт регламентирует методы определения содержания армирующего волокна методом сжигания, коэффициента линейного теплового расширения термодилатометрическим методом, температуры стеклования и продольной пористости. Для оценки долговечности арматуры применяется стандарт ГОСТ 32487, устанавливающий методы определения стойкости к воздействию щелочной среды бетона и других агрессивных сред.
Правила проектирования бетонных конструкций, армированных полимерной композитной арматурой, установлены Сводом правил СП 295.1325800.2017. Документ распространяется на проектирование конструкций из тяжелого и мелкозернистого бетонов с применением композитной арматуры на основе углеродных, арамидных, базальтовых или стеклянных волокон. Свод правил устанавливает требования к расчетам по предельным состояниям первой и второй групп, включая расчеты по прочности, устойчивости, образованию и раскрытию трещин.
При расчетах конструкций следует учитывать особенности свойств бетона и композитной полимерной арматуры, влияние характера нагрузки и окружающей среды, способов армирования, а также совместность работы арматуры и бетона. Расчеты конструкций производятся с использованием расчетных сопротивлений материалов, определяемых делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу.
Анкеровка арматуры представляет собой процесс закрепления арматурных стержней в бетоне на длину, достаточную для обеспечения передачи усилий между арматурой и бетоном. В зоне анкеровки напряжения в арматуре передаются на бетон через силы сцепления, развивающиеся на контактной поверхности. Качество анкеровки определяет несущую способность железобетонного элемента и его способность воспринимать расчетные нагрузки.
Для композитной арматуры применяются следующие способы анкеровки. Прямая анкеровка используется для арматуры периодического профиля при достаточной длине заделки. Периодический профиль формируется путем намотки на силовой стержень непрерывного волокна или нанесения песчаного покрытия, что обеспечивает механическое зацепление с бетоном. Анкеровка с отгибом применяется при недостаточной длине прямого участка и предполагает загиб конца арматуры в виде петли или лапки.
Базовая длина анкеровки растянутой композитной арматуры определяется из условия полной реализации расчетного сопротивления арматуры. Длина анкеровки зависит от диаметра арматуры, ее расчетного сопротивления растяжению, прочности бетона на растяжение и условий сцепления. При недостаточной длине анкеровки напряжения не могут быть полностью переданы с арматуры на бетон, что приводит к преждевременному разрушению конструкции.
Для стеклокомпозитной и базальтокомпозитной арматуры минимальная длина прямой анкеровки составляет от пятнадцати до двадцати пяти диаметров стержня в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие. Для углекомпозитной арматуры, обладающей более высокими прочностными характеристиками, требуется увеличение длины анкеровки. При проектировании необходимо производить проверочный расчет длины анкеровки с учетом фактических свойств применяемых материалов.
Композитная арматура не подлежит загибу в условиях строительной площадки из-за риска повреждения волокон и потери прочностных характеристик. Все гнутые элементы каркасов должны изготавливаться в заводских условиях с применением технологии нагрева и формования под контролем температурного режима.
Расчет изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой производится из условия равновесия внутренних усилий и внешней нагрузки. При достижении предельного состояния напряжения в растянутой композитной арматуре достигают расчетного сопротивления, а напряжения в сжатой зоне бетона достигают призменной прочности. Высота сжатой зоны бетона определяется из условия равенства проекций внутренних сил на продольную ось элемента.
Относительная высота сжатой зоны бетона для композитной арматуры существенно меньше, чем для стальной арматуры класса А400, что обусловлено более высокой прочностью композитов при растяжении. Это приводит к тому, что разрушение изгибаемых элементов с композитной арматурой обычно происходит по сжатой зоне бетона без предварительного разрушения арматуры. Для обеспечения пластичного характера разрушения необходимо ограничивать относительную высоту сжатой зоны.
Расчет по образованию трещин производится из условия, что главные растягивающие напряжения в бетоне не превышают расчетного сопротивления бетона осевому растяжению. При превышении этих напряжений происходит образование нормальных трещин, перпендикулярных продольной оси элемента. Расчет по раскрытию трещин выполняется с целью ограничения их ширины в условиях эксплуатации.
Ширина раскрытия трещин в элементах с композитной арматурой зависит от модуля упругости арматуры и напряжений в ней. Поскольку модуль упругости композитной арматуры в два-четыре раза ниже, чем у стальной арматуры, при одинаковых напряжениях деформации композитной арматуры будут больше, что приводит к увеличению ширины раскрытия трещин. Для ограничения ширины раскрытия трещин необходимо увеличивать процент армирования или применять арматуру большего диаметра.
Предел прочности при растяжении композитной арматуры определяется по результатам испытаний на осевое растяжение образцов установленной длины. Для стеклокомпозитной и базальтокомпозитной арматуры минимальное значение предела прочности при растяжении составляет восемьсот мегапаскалей, для углекомпозитной арматуры — одна тысяча четыреста мегапаскалей, для арамидокомпозитной и комбинированной арматуры — одна тысяча мегапаскалей. Фактические значения прочности у различных производителей обычно превышают минимальные требования стандарта.
Модуль упругости при растяжении характеризует жесткость арматуры и определяет деформации под нагрузкой. Для стеклокомпозитной и базальтокомпозитной арматуры минимальное значение модуля упругости составляет пятьдесят гигапаскалей, что примерно в четыре раза ниже модуля упругости стальной арматуры. Углекомпозитная арматура имеет модуль упругости не менее ста тридцати гигапаскалей, что приближается к значению стали класса А400.
Коэффициент линейного теплового расширения композитной арматуры зависит от типа армирующего волокна и направления измерения. В продольном направлении коэффициент теплового расширения стеклокомпозитной арматуры составляет от шести до десяти умноженных на десять в минус шестой степени на один градус Цельсия, что близко к коэффициенту теплового расширения бетона. Это обеспечивает совместную работу арматуры и бетона при температурных воздействиях без образования напряжений на границе контакта.
Близость коэффициентов теплового расширения композитной арматуры и бетона предотвращает образование трещин при температурных перепадах, что особенно важно для конструкций, эксплуатируемых в условиях значительных суточных и сезонных колебаний температуры. Это выгодно отличает композитную арматуру от стальной, коэффициент расширения которой значительно выше.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.