В настоящее время при производстве композиционных материалов используются в основном стеклянные, органические и угольные волокна. Каждое из них имеет свои преимущества. Органические, например, обеспечивают наибольшую прочность, а угольные — наибольшую жесткость. И по стоимости они отличаются существенно, что сказывается на себестоимости конструкций из композиционных материалов. В области гражданского и промышленного строительства в основном используются композиционные материалы на основе стеклянных волокон — стеклопластики, наиболее приемлемые по параметру «свойства/стоимость», которые обеспечивают довольно высокую прочность строительных конструкций.
Прочность конструкций из композиционных материалов определяется и процессами изготовления: прессованием, намоткой, формованием, пултрузией (получение длинномерных профилей различного поперечного сечения) и другими методами. В последнее время производители и, главное, потребители строительных конструкций всё больший интерес проявляют к композиционным материалам на основе базальтовых волокон.
Базальтопластик — современный композитный материал на основе базальтовых волокон и органического связующего. Базальт — горная порода, составляющая 30% земной коры, его запасы неисчерпаемы.
Сегодня базальтопластик успешно конкурирует с изделиями из металла, превосходя их по коррозионной, щелче-, кислотостойкости и ряду других характеристик.
Свойства базальтопластика:
1. Высокая прочность базальтовых волокон, которая приближается к прочности углеродного волокна. Базальтопластиковые изделия в 3 раза прочнее изделий из стали и при этом в 4 раза их легче. Низкая плотность (легкость) материала, в свою очередь, позволяет возводить более высокие конструкции и экономить на транспортировке.
2. Долговечность, коррозионная, щелче- и кислотостойкость, стабильность состояния — вот следующие чрезвычайно важные свойства базальтопластика. Изделия из этого материала служат более 100 лет без потери качеств. Применение полимерной арматуры увеличивает срок службы конструкции и межремонтный период.
3. Термо — и огнестойкость. Он выдерживает длительное воздействие температуры до 700°С и кратковременное воздействие до 1000°С (стекловолокно теряет прочность при температуре выше 300°С). Фактический предел огнестойкости составляет не менее 151 мин.
4. Низкая теплопроводность (в 100 раз меньше металла). Теплопроводность базальтопластика 0,46 Вт/м, тогда как у металла в среднем — 56 Вт/м. Его применение позволяет повысить теплоэффективность стен здания до 35%.Ранее применяемые в строительстве зданий металлические стержни из-за высокой теплопроводности были заменены прочным нетеплопроводным стеклопластиком. Третьим поколением строительных материалов стал еще более совершенный материал — базальтопластик. За счёт низкой теплопроводности в разы снижается образование конденсата при перепаде температур.
5. Экономическая целесообразность
Благодаря этим свойствам стеклопластиковый профиль находит широкое применение в гражданском и промышленном строительстве, транспортном машиностроени и, энергетике, индустрии развлечений и т.д.
Рисунок 1 — Диаграмма распределения композитных материалов на потребительском рынке
В настоящее время количество используемой композитной арматуры за рубежом, за небольшой период времени, увеличилось в несколько раз. Доля композитной арматуры сейчас составляет
Базальтопластиковая арматура (АБП)
АБП — композитная арматура, изготавливаемая из базальтового волокна и смолы. Существенным отличием данного строительного материала от перечисленных выше — является более высокая стойкость к агрессивным средам. Однако, несмотря на высокую огнестойкость базальтового волокна, жаропрочность базальтовой арматуры не отличается от стеклопластиковой, т.к. полимерная матрица не в состоянии выдержать температуры выше 160 С. А также стоимость АБП в значительной степени превышает не только арматуру из металла и стеклопластика.
Рисунок 2 — Композитная арматура
Для сцепления с бетоном на поверхности композитной арматуры в процессе производства формируются специальные рёбра или наносится покрытие из песка.
Благодаря своим физико-механическим характеристикам и техническим преимуществам композитная арматура является значимой альтернативой арматуре из металла, как обладающую сочетанием высокой прочности и коррозионной стойкости. Композитная арматура также применяется в виде гибких связей для трёхслойных кирпичных и других штучных материалов, монолитных железобетонных стен с кирпичной облицовкой.
Однако, у композитной арматуры есть и слабое место — низкий модуль упругости — примерно в
Технические характеристики базальтопластиковой арматуры
По многим показателям (прочности, жесткости, стойкости к агрессивным средам, теплостойкости) базальтопластики превосходят стеклопластики на основе волокон из простого безщелочного стекла. Производство непрерывных базальтовых волокон существует только в России, Украине и небольшое — в Грузии, но объемы изготовления в настоящее время незначительны для выхода на конкурентоспособные цены. В стоимости базальтовых волокон заключается потенциал развития. Дело в том, что для производства базальтовых волокон необходим один компонент — базальт, который в природе имеется в неограниченном количестве. В виду этого, при широком промышленном производстве цена базальтовых волокон должна быть ниже стекловолокон, и при повышенных характеристиках базальтопластики станут серьёзными конкурентами стеклопластиков.
Применение композитной арматуры
Композитную арматуру, в том числе и базальтопластиковую арматуру рекомендуется применять для:
· строительства различных фундаментов сооружений и зданий;
· ремонта и усиления железобетонных и кирпичных стен и конструкций;
· армирования опор;
· армирования бетонных полов;
· укрепления дорожного полотна;
· армирования плит мостового настила;
· мостовых ограждений;
· пешеходных дорожек;
· дорожных плит.
· кирпичной кладки
· монолитного строительства
· крепление термоблоков
Композитная арматура применяется в промышленном и гражданском строительстве для возведения жилых, общественных и промышленных зданий, в малоэтажном и коттеджном строительстве для применения в бетонных конструкциях, для слоистой кладки стен с гибкими связями, для ремонта поверхностей железобетонных и кирпичных конструкций, а также при работах в зимнее время, когда в кладочный раствор вводятся ускорители твердения и противоморозные добавки, вызывающие коррозию стальной арматуры. В дорожном строительстве применяется для сооружения насыпей, устройства покрытий, для элементов дорог, которые подвергаются агрессивному воздействию противогололёдных реагентов, для смешанных элементов дорог (типа «асфальтобетон — рельсы»). Также применяется для укрепления откосов дорог, в строительстве мостов (проезжая часть, ездовое полотно пролётных строений, опоры диванного типа), для берегоукрепления.
Существуют следующие мировые бренды стеклопластиковой арматуры, производимые в ряде стран: Aslan,
Базальтопластиковая арматура обоснованно рекомендуется для использования в различных типах трехслойных ограждающих конструкций:
· кирпичной кладки с утеплителями из пенополистирола и минеральной ваты;
· монолитных стенах с облицовкой кирпичом;
· при изготовлении трехслойных железобетонных панелей типа «сэндвич».
· фасады систем мокрого типа с тонкослойной штукатуркой
Применение базальтопластиковой арматуры в технологии ТИСЭ
Наиболее целесообразно использовать базальтопластиковую арматуру при строительстве по ТИСЭ. Используются гибкие связи 350-6-2П, что несомненно делает конструкцию стен прочной, надёжной и долговечной:
Фундамент ТИСЭ
Фундамент ТИСЭ представляет собой свайно-ленточную конструкцию, причем лента(ростверк) подвешена над землей для исключения давления мерзлого грунта на возводимое здание.Изготовить такой фундамент можно с помощью ручного фундаментного бура ТИСЭ-Ф. Бур ТИСЭ это конструкция из двух штанг с рыхляще-режущей чашкой внизу. Максимальная глубина бурения составляет 2 метра. Возможно приобрести дополнительные штанги и бурить глубже.Основным отличием бура ТИСЭ от остальных ручных буров является наличие плуга , с помощью которого можно делать расширение опоры сваи. Это расширение во много раз увеличивает несущую способность сваи и предотвращает выдавливание её при замерзании грунта.
Преимущества фундамента ТИСЭ
Фундамент ТИСЭ можно возводить практически в любых грунтах (исключение составляют плывуны). Здесь нет необходимости рыть котлованы , делать сложную планировку , задействовать тяжёлую технику, делать дренаж и т. д. Стоимость столбчато-ленточного фундамента ТИСЭ существенно ниже традиционного мелкозаглубленного. Один погонный метр обойдется в
Литература
- Губенко, Л. А. (сост.). Расчет конструкций балочной клетки : метод. указания к курс. проектированию / М-во образования и науки Рос. Федерации, Сев. (Аркт.) федер. ун-т ; [сост.: Л. А. Губенко, Т. А. Никитина]. — Архангельск : Северный (Арктический) федеральный университет, 2011. — 35 с. : рис. — Библиогр.: с. 34.
- Партина А. С. Архитектурные термины. Иллюстрированный словарь.-М. Стройиздат, 1994 — 208 с.
- Краткий справочник архитектора (Гражданские здания и сооружения). Коваленко Ю. Н., Шевченко В. П., Михайленко И. Д. Киев «Будiвельник», 1975, стр. 704
- Природные материалы в архитектуре. Учебное пособие / В. М. Воронцова, В. И. Мосыпан, М. С. Агеева, Д. В. Савин, — Белгород. Изд-во БГТУ, 2008 — 100 с.
- Стекло и керамика в архитектуре. Учебное пособие / В. М. Воронцова, И.И. Немец — Белгород. Изд-во БГТУ, 2010 — 106 с.
- Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. В60 Ч.
- Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1 / В. Н. Богословский, А. И. Пирумов, В. Н. Посохин и др. Под ред. Н. Н Павлова и Ю. И. Шиллера. —
4-е изд., перераб. И доп. — М. Стройиздат, 1992 — 319 с. - Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. В60 Ч. 3 Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 2 / Б. В. Баркалов, Н. Н Павлов, С. С. Амирджанов и др. Под ред. Н. Н Павлова и Ю. И. Шиллера. —
4-е изд., перераб. И доп. — М. Стройиздат, 1992 — 416 с.
Электронные источники
- http://galen.su/produktsiya/
- http://www.steklo-tech.ru/About/art_1.htm
- http://www.rextrom-k.ru/info/152/
- http://www.ti-se.ru/walls/armatura/
- http://www.specpolymer.com/arm/articles/page4.php
- http://www.slav-dom.ru/useful/articles/97545.html
- http://ru.wikipedia.org/wiki/Композитная_арматура