CC BY
0УДК 69
Зарипова З.К.
магистрант
Казахский национальный исследовательский технический университет
им. К.И. Сатпаева (г. Алматы, Казахстан)
ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ НА ОСНОВЕ БАЗАЛЬТОВОГО ВОЛОКНА В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Аннотация: статья посвящена применению базальтопластиковой арматуры в современном строительстве. Исследованы достоинства и недостатки композитной арматуры в сравнении со стальной арматурой. Рассмотрены области применения базальтопластиковой арматуры,так же рассказывается про международные проекты,в которых успешно реализована композитная арматура.
Ключевые слова: композитная арматура, базальтовое волокно, строительство, бетонные конструкции, коррозия.
Строительство никогда не стоит на месте,как и строительные материалы. В современном строительстве широко применяется железобетон,который до сих пор является идеальным тандемом стали и бетона. Наряду со стальной арматурой на рынок строительства внедряется и композитная арматура,которая обладает отличными физико-механическими характеристиками.
Композитная арматура - это современный строительный материал, изготовленный из базальтовых, углеродных, стеклянных и арамидных волокон, которые пропитываются термореактивным или термопластичным связующим полимерным материалом. Несмотря на то,что этот вид арматуры известен с 70-х годов ХХ века,материал относительно новый на рынке СНГ.
Существует 5 видов полимерной композитной арматуры:
• Арамидокомпозитная (ААК)
• Стеклокомпозитная (АСК)
• Углекомпозитная (АУК)
• Базальтокомпозитная (АБК)
• Комбинированная (АКК)
В данной статье будем рассматривать композитную арматуру на основе базальтовых волокон, которые значительно отличаются от вышеперечисленных видов арматуры. Базальтовая арматура изготавливается из базальта в форме стержней, расположенных параллельно и скреплённых между собой полимерной смолой. Поверхность стержней, как правило, имеет спиралевидную форму, что улучшает их сцепление с бетоном. Поверхность базальтопластиковой арматуры покрывают песочным напылением для улучшения сцепления со строительной основой. Слой песка позволяет более надежно закрепить арматуру, предотвращая ее смещение или выпадение из отверстий, что делает этот тип покрытия наиболее распространенным. Этот тип арматуры значительно снижает теплопотери строительных конструкций, облегчает монтажные работы, включая армирование фундамента, а также придаёт конструкцию диэлектрические свойства и другие полезные характеристики.
Рис. 1. Базальтопластиковая арматура
Таблица 1. Характеристики стальной и композитной арматуры.
Характеристики Металлическая арматура Базальтопластиковая арматура
Прочность на растяжение Высокая (до 500 МПа) Высокая (около 12001300 МПа)
Модуль упругости 200 000 МПа Около 55 000 МПа
Плотность Около 7,85 т/м3 Около 1,95 т/м3
Коррозионная стойкость Подвержена коррозии Устойчива к коррозии
Теплопроводность Высокая Очень низкая
Электропроводность Проводит электричество Диэлектрик
Термоустойчивость Ограниченная До 400 °С
Композитная арматура на основе базальтового волокна способна значительно продлить срок службы бетонных конструкций в коррозионной среде, поскольку по сравнению с обычными железобетонными конструкциями обладает превосходными механическими, физическими и химическими свойствами.
Применение базальтопастиковой арматуры актуально для бетонных конструкций, эксплуатируемых в температурном диапазоне от -70°С до 100°С. Она может использоваться с различными типами бетона — тяжелым, мелкозернистым, легким и ячеистым, а также поризованным и напрягающим. Базальтопластиковая арматура является подходящим армирующим материалом для гибких связей слоистой кирпичной кладки. Она используется в производстве сеток и стержней для укрепления несущей способности армокирпичных конструкций. Кроме того, она применяется в различных гипсовых конструкциях. Другие области применения включают укрепление автомобильных дорог, подпорных стен и откосов. Базальтопластиковая арматура также эффективна при ремонте железобетонных и кирпичных сооружений.
Базальтопластиковая композитная арматура находит свое основное применение в фундаментах зданий. Хотя ее использование не ограничивается только этой областью, именно в фундаментах все преимущества полимерной арматуры проявляются наиболее ярко, а ее недостатки становятся менее значимыми, но требует тщательного планирования при использовании из-за своих технологических особенностей. Использование композитной арматуры позволяет существенно снизить затраты по сравнению с традиционной стальной армирующей сеткой.
Конструкции, где используется базальтопластиковая арматура, диэлектрики (неэлектропроводны), что очень важно для предотвращения блуждающих токов и электроосмоса. Базальтопластиковая арматура, несмотря на более высокую стоимость по сравнению со стальной, используется в основном в ответственных конструкциях с особыми требованиями. К таким конструкциям относятся морские сооружения, особенно те части, которые подвергаются переменному уровню воды. Морская вода вызывает коррозию бетона из-за присутствия сернокислого магния, что приводит к магнезиальной и сульфатной коррозии. Последняя включает образование комплексной соли (гидросульфоалюмината кальция), которая увеличивается в объеме и вызывает растрескивание бетона.
Несмотря на то, что композитная арматура не может полностью заменить традиционную стальную арматуру в строительных конструкциях, есть не мало зарубежных проектов, где была использована композитная арматура. К примеру:
• Центр квантовых нанотехнологии (Ватерлоо, Канада), 2008 год.
Композитная арматура применялась для бесперебойной работы
приборов во время проведения научно-исследовательских работ.
• Строительство вокзала (Вена, Австрия), 2009 год.
Во избежание проникновения индукционных токов из прилегающего тоннеля метро, армирование буронабивных свай и стен нижних этажей выполнено без применения стали.
Применение композитной арматуры в Южной Америке сводится к строительству здания винного завода в Британской Колумбии (1998 год). В странах СНГ, несмотря на призывы энергоэффективного и экономического строительства, применение композитных материалов все еще находится на низком уровне.
Базальтопластиковая арматура — это перспективный строительный материал, обладающий высокой прочностью, коррозионной стойкостью и низкой теплопроводностью. Её использование позволяет значительно продлить срок службы бетонных конструкций, снизить эксплуатационные затраты и повысить энергоэффективность зданий и сооружений. Несмотря на то, что композитная арматура не может полностью заменить стальную во всех областях строительства, её преимущества делают её востребованной в специализированных проектах, особенно в условиях агрессивных сред и повышенных требований к долговечности. Дальнейшее развитие технологий и нормативной базы способствует расширению её применения в строительной отрасли.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Имомнозаров Т.С. Применение композитной арматуры /Системные технологии. Т.С. Имомнозаров. №27. 2018г. с. 24-29;
2. Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластобетонные конструкции. М.: Стройиздат, 1980;
3. О.Э. Штебеле, А.А. Хасанов. Особенности применения базальтопластиковой арматуры. — Системные тех нологии. — 2019. — № 33. — С. 33—41
Zaripova Z.K.
Kazakh National Research Technical University named after K.I. Satpayev
(Almaty, Kazakhstan)
APPLICATIONS OF COMPOSITE REINFORCEMENT BASED ON BASALT FIBER IN MODERN CONSTRUCTION
Abstract: the article is devoted to the application of basalt-plastic reinforcement in modern construction. The advantages and disadvantages of composite reinforcement in comparison with steel reinforcement are investigated. The fields of application of basalt-plastic reinforcement are considered, as well as international projects in which composite reinforcement has been successfully implemented.
Keywords: composite reinforcement, basalt fiber, construction, concrete structures, corrosion.
