Сравнение композитной и металлической арматуры

Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая – сравнение двух видов

Армирование – обязательный процесс, применяемый при строительстве с использованием бетона. Ведь бетон, прекрасно выдерживая большие нагрузки на сжатие, может быть разрушен даже при незначительных нагрузках на изгиб и растяжение. Только качественная арматура может избавить его от этого недостатка. На протяжении многих лет при строительстве пользовались только металлической – альтернативы ей просто не существовало. Однако сравнительно недавно на рынке появилась несколько видов композитной арматуры: стеклопластиковая, базальтопластиковая и углепластиковая. Конечно, у людей, столкнувшихся со строительством и необходимостью подбирать нужные материалы возникает вопрос – какая лучше – металлическая или стеклопластиковая? Это крайне серьезный вопрос – многие эксперты сравнивают эти материалы. Постараемся дать на него максимально развернутый ответ.

Преимущества и недостатки металла

Начать с того, что металлические пруты классов А240, А300, А400 и др., используются в строительстве уже не первое десятилетие и прекрасно зарекомендовали себя. Опытные строители выделяют следующие преимущества этого материала:

• высокая прочность;
• устойчивость перед температурными перепадами (работает до 600°С);
• долговечность и экологическая чистота. Даже при длительной эксплуатации в экстремальных условиях материал не выделяет опасные для здоровья вещества;
• хорошая пластичность — можно изменять форму без нагрева и специализированного оборудования;
• свариваемость — допускается сварка арматуры в маркировке которых есть буква «С», например А500С;
• полная пожарная безопасность. При прямом контакте с огнем он не разрушается и тем более не поддерживает горение.

К сожалению, имеются и недостатки. Главный из них – боязнь влаги. Если бетон по какой-то причине покроется трещинами и влага попадет на арматуру, то запустится процесс коррозии, который впоследствии приведет к разрушению прута и снижению прочность железобетонного изделия. Конечно, можно выбрать для фундамента специальную арматуру с литерой К – коррозийная устойчивость. Действительно, существуют марки стали, не подверженные коррозии. Но их стоимость выше.

Также к минусам можно отнести гораздо больший вес металлической арматуры по сравнению с композитной.

Рассмотрим стеклопластик

Достоинства стеклопластиковой арматуры неоспоримы – именно благодаря им она приобрела такую популярность на сегодняшний день. Композитная арматура в сравнении со стальной имеет следующие преимущества:

1. Меньший вес, упрощающий транспортировку и существенно облегчающий процесс использования.
2. Лучше выдерживает нагрузки на разрыв. Поэтому многими строителями используется стеклопластиковая арматура в случаях, когда нужно гарантировать надежность особенно ответственных конструкций из бетона.
3. Не боится влаги, благодаря чему может использоваться при возведении бетонных изделий, напрямую контактирующий с водой.
4. Имеет низкую электо- и теплопроводность.
5. Экологически чистый материал.
6. По коэффициенту теплового расширения стеклопластиковая арматура (АСП) ближе к бетону, что снижает риск появления трещин на готовых изделиях при частом нагреве и охлаждении, так как арматура будет расширяться и сужаться вместе с бетоном, что особенно важно для многих регионов нашей страны.

Увы, даже у композитной арматуры имеются недостатки. В первую очередь опытные строители выделяют низкую упругость. При механических нагрузках прогиб металлической арматуры меньше. В некоторых случаях, например, при устройстве фундамента или изготовлении плит для дорожного полотна этот недостаток не является существенным. Однако если вам нужны качественные и надежные плиты перекрытия для возведения многоэтажного дома, то есть смысл отдать предпочтение старым, проверенным железобетонным изделиям.

Стеклопластиковая арматура не должна сгибаться на строительной площадке – это может привести к её разрушению или снижению несущих способностей. Металлической может изгибаться при наличии простейшего станка под весьма значительным углом.

Конечно, пластик ни в коем случае нельзя сваривать – арматурный каркас для фундамента и любых других бетонных изделий собирается исключительно при помощи проволоки для вязки. У металлической возможны варианты – некоторые сорта прутов можно соединять при помощи обычной сварки. Стеклопластиковая арматура теряет несущие свойства при 150°С.

Что же выбрать?

После того, как основные достоинства и недостатки характеристик обоих материалов перечислены, пришла пора сказать, какая арматура станет лучшим выбором.

Вообще, однозначно сказать что же лучше – арматура стеклопластиковая или металлическая, сравнение не позволяет. Оба варианта имеют ряд важных достоинств. Поэтому особенно важно использовать каждый материал в соответствующей сфере. То есть, если особенно важным параметром является высокая упругость (например, при строительстве многоэтажных жилых и офисных зданий), то лучше выбрать проверенный металлический прут – он не прогнется даже при большой длине и нагрузке. А вот если в число важных требований входит устойчивость перед коррозией (строительство опор мостов, береговых укреплений), то эксперт, отдавший предпочтение стеклопластиковому аналогу не ошибется.

Наконец, надо осветить ещё один вопрос, который обязательно возникает у строителей – что дешевле, композитная арматура или металлическая? Вопрос весьма непростой. С одной стороны – стоимость метра металлического прута диаметром, например, 10 миллиметров ниже, чем у пластикового аналога. С другой – необходимо учитывать прочность. Как показывают испытания, 10-имиллиметровый композитный прут способен выдерживать такую же нагрузку, как 14-имиллиметровый изготовленный из стали. Если рассматривать вопрос комплексно, то можно сделать вывод, что стоимость материала примерно одинакова. Разница присутствует, но она настолько мала, что делать выбор, опираясь на неё, не стоит.

Таблица равнопрочного замещения металлической арматуры стеклопластиковой

Диаметр стеклопластикового прута, мм	Диаметр металлического прута, мм
4	6
5	6
6	8
7	10
8	12
10	14
12	16
14	20
16	22
18	25
20	28

Теперь вы знаете о важных аспектах, касающихся металлически и пластиковых прутов и легко решите, какую арматуру выбрать для ведения строительства на конкретном объекте. Здраво оценивая преимущества и недостатки материала, зная об условиях использования, вы без труда подберете наиболее подходящий материал, способный прослужить десятилетия.

Сравнение композитной и металлической арматуры: какую лучше использовать

Для повышения прочности бетона при строительстве зданий и сооружений обязательно применяется стальная или композитная арматура. Такую продукцию можно приобрести на Металлобазе Стилпрофф. У нас представлен большой выбор металлических и стеклопластиковых стержней разных видов. Наши специалисты подскажут, какая арматура лучше композитная или железная, помогут подобрать тип и диаметр сечения прутов, с учетом назначения и требований к физико-химическим свойствам изделий.

Отличие стеклопластиковой от стальной арматуры

Композитная арматура – это аналог металлических прутов. Для изготовления такой продукции используется стекловолокно, высокопрочный пластик, базальт, арамид, углерод и другие материалы. Волокна изготавливаются с диаметром 4-12 мм в бухтах по 100 м, пропитываются термореактивными смолами (эпоксидной, эпоксидно-диановой, винил-эфирной) и запекаются в специальных печах. Для усиления адгезии к бетону на поверхность композитного стержня наносятся спиралевидные ребра, представлена также арматура с условно-гладкой поверхностью с песчаной обсыпкой.

В отличие от обычной металлической арматуры, композитные пруты имеют меньший вес, стойкость к коррозии, диэлектрические свойства. Стальные пруты, каркасы и армирующие сетки обладают высокой прочностью к разным видам деформаций (изгиб, сжатие) и могут монтироваться с помощью сварного оборудования (одно из основных отличий от стекловолокна). Композитные изделия имеют некоторые ограничения использования, не применяются в балках, перекрытиях и других конструкциях с высокими нагрузками на изгиб.

Технические особенности стеклопластиковой арматуры

Стекловолоконные изделия являются экономичным аналогом стальной арматуры. Производятся из различных материалов с разными техническими характеристиками. Такой тип стержней подходит при изготовлении бетонных, гипсовых, силикатных конструкций.

Преимущества стеклопластиковой арматуры:

• Малый вес.
• Стойкость к влаге, химическим веществам.
• Диэлектрические свойства. Стекловолокно не проводит электрический ток, который окисляет металл.
• Низкий коэффициент теплового расширения, приближенный к аналогичным характеристикам бетона. Такая характеристика снижает риск образования трещин в бетонных конструкциях.
• Не создает помех для радиосигналов.
• Большой выбор сечений и длин прутов.
• Легкость транспортировки.

Недостатки:

• Низкая огнестойкость.
• Небольшой диапазон рабочих температур.
• Малая прочность на изгиб и сжатие. Пруты могут тянуться еще при заливке бетона, что требует дополнительного контроля при армировании.
• Усложненный монтаж. Стекловолокно нельзя сваривать, в качестве связующих элементов используются пластиковые хомуты, которые не отличаются высокой надежностью. При необходимости применения сварочного аппарата используются композитные пруты со стальным стержнем.

Композитные пруты применяются при устройстве стяжки, настилов, дорожных покрытий, а также при изготовлении ограждений, щитовых и каркасных конструкций с низкими нагрузками, строительстве береговых, канализационных, мелиоративных и других сооружений. При монтаже стекловолоконных прутов не рекомендуется их сгибать – при таких воздействиях, поверхность стержня может быть нарушена.

Особенности стальной арматуры

Железный арматурный прокат широко применяется при строительстве жилых и производственных зданий, промышленных сооружений, опор, дорожных покрытий. Изготавливаются в виде стальных прутов с гладкой или рифленой поверхностью сечением 6-40 мм. Металлическая арматура классифицируется по конфигурации изделия, стойкости к различным нагрузкам и способу их распределения, принципу работы, технологии изготовления.

По назначению стальные стержни подразделяются на такие виды:

• Монтажные. Используются при изготовлении каркасов.
• Распределительные. Пруты, предназначенные для равномерного распределения нагрузки и удерживающие конструкцию в определенном положении.
• Рабочие. Стержни с высокой стойкостью к нагрузкам на растяжение и соскальзывающие воздействия. Используются при устройстве фундаментов, изготовлении балок, ригелей.
• Анкерные. Закладные сборочные единицы, встраиваемые в строительные конструкции, технологические и инженерные аппараты, трубопроводы.

По нагрузкам, которые принимает на себя арматура, она подразделяется на продольную и поперечную. Продольная предотвращает появление вертикальных трещин, поперечная – препятствует разрывам от скользящих напряжений.

Металлическая арматурная продукция маркируется в соответствии с классом, диаметром и назначением прутов. Изделия также гравируются с учетом свойств – класса устойчивости к коррозии, упрочненной структуры с высокой текучестью, возможностью сварки в единую конструкцию. Пруты длиной 6-12 м реализуются в связках или пачках.

Преимущества железной арматуры:

• Высокая стойкость к деформациям.
• Хорошие адгезионные свойства.
• Огнестойкость.
• Широкий диапазон рабочих температур, в том числе низких. Критические нагревания и остывания не приводят к изменению технических параметров.
• Универсальность, применение в различных видах конструкций.
• Возможность разных способов монтажа – путем сварки или связки холоднокатаной проволокой.

Недостатки:

• Значительный вес.
• Подверженность коррозии.
• Теплопроводность. Такое свойство может приводить к промерзанию конструкции при низких температурах окружающей среды.
• Более высокая стоимость (по сравнению со стекловолоконными аналогами).

Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры — какая лучше?

Строительная отрасль активно внедряет новые технологии, пытаясь снизить стоимость материалов, повысить качество работ. Это касается способов укрепления бетонного монолита, здесь специалисты дискутируют на тему, какая арматура лучше – стеклопластиковая или металлическая? Чтобы разобраться в этом, необходимо изучить технические характеристики каждого материала и выяснить их преимущества друг перед другом.

Основные отличия и особенности применения

Стальная арматура – это металлическая жила с заданным сечением, прочность, коррозионная стойкость и упругость которой определяются свойствами примененной стали. Она имеет диаметр до 80 мм и ребристую поверхность для анкерных зацепов. Он поставляется в виде 12 метровых хлыстов, которые при необходимости разрезаются.

Композитное армирование осуществляется композитным прутом, в основе которого стеклопластиковое волокно, скрепленное полимерными смолами. На него напыляются минеральные материалы или навиваются волокна. Это делается для улучшения адгезии с бетоном, что повышает прочность монолита. Поставляется в виде отрезков или бухт, длиной до 100 м.

Металлическая и пластиковая арматура схожи, но существуют различия, которые учитываются при использовании. Стеклопластик намного легче и не подвергается коррозии. Поэтому он подходит малоэтажного строительства, фундаментов, зданий и сооружений на заболоченных почвах, других местах с высокой влажностью.

Металлическая арматура обладает повышенной упругостью, поэтому хорошо выдерживает кратковременные динамические нагрузки. Она не разрушается под воздействием высоких температур, поэтому применяется для строительства мостов, промышленных объектов, с повышенными требованиями по пожарной безопасности.

Преимущества и недостатки материалов

Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры определяется достоинствами и недостатками этих материалов. Это поможет сделать выбор для конкретного строительного проекта.

Среди плюсов стеклопластика — малый удельный вес и прочность, поэтому его легко доставлять на объект и работать, связывая сетки или каркасы. Другие преимущества композитного армирования:

• устойчивость к агрессивным воздействиям, она не боится морской воды, перепада температур, кислот или щелочей;
• не проводит электрический ток, поэтому хорошо проходит для жилых помещений, задний, где не требуется экранирование;
• не теряет своих свойств в широком диапазоне температур от -60 до +90ºС;
• большой выбор типоразмеров, при необходимости можно заказать любой нужный диаметр;
• для скрепления прутов не требуется сварки, достаточно пластиковых хомутов;
• прочность на разрыв превышает данный показатель у металлического аналога.

Этот материал имеет и недостатки:

• ее невозможно изогнуть непосредственно при создании армирующей конструкции, поэтому приходится заказывать гнутые элементы на заводе;
• сравнительно низкий модуль упругости;
• смола, применяемая для производства стеклопластика, воспламеняется при температуре около 200ºС, что недопустимо при повышенной пожароопасности.

Металлическая арматура – классический материал. Именно она чаще используется в производстве железобетонных конструкций, для объектов промышленного назначения, тяжелых фундаментов. Без нее не обойтись при строительстве сооружений с повышенной пожарной опасностью, под высоким поперечным сжатием или динамическими нагрузками. К преимуществам стальной арматуры относят:

• прочность;
• модуль упругости, превышающий в 4 раза аналогичный у стеклопластика;
• возможность сгибания металлического хлыста под любым углом;
• длительность эксплуатации, при правильном защитном слое бетона.

Арматура из металлического прута имеет и недостатки, из-за которых строителям приходится искать альтернативные материалы:

• высокий удельный вес, поставка в 12 метровых прутах;
• незащищенные бетонным слоем элементы разрушаются коррозией;
• для монтажа железа требуется сварка, в некоторых случаях спецтехника.

Сравнение характеристик

Чтобы выбрать между металлической и композитной арматурой, необходимо сравнить их характеристики. Подробнее можно узнать из таблицы:

Характеристики	Металлическая арматура	Стеклопластиковая арматура
Временное сопротивление при растяжении	360 МПа	1200 МПа
Модуль упругости	200000 МПа	55000 МПа
Относительное удлинение	25%	2,2%
Характер поведения под нагрузкой (зависимость “напряжение-деформация”)	Кривая линия с площадкой текучести	Прямая линия с упруголинейной зависимостью до разрушения
Плотность	7 т/м³	1,9 т/м³
Коррозийная стойкость	Коррозирует с выделением продуктов ржавчины	Нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона
Теплопроводность	47 Вт/м⁰С	0,35 Вт/м⁰С
Электропроводность	Электропроводна	Диэлектрик
Экологичность	Экологична	Не выделяет вредных и токсичных веществ
Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м²	При использовании 8А-III размер ячейки 14х14 см. Вес 5,5 кг/м²	При использовании АНК-СП 8 размер ячейки 23х23 см. Вес 0,61 кг/м². Уменьшение веса в 9 раз

Каждый из материалов имеет свои достоинства, например, стеклопластик более устойчив к разрывам, но имеет меньший модуль упругости, чем сталь. При проектировании здания и сооружений это учитывается, чтобы при минимальном количестве материалов получить нужную прочность.

Резюме

При сопоставимых характеристиках материалов, основное внимание обращается на цену. Она выше у стеклопластиковой арматуры, но это на первый взгляд. Например, если для армирования бетона по проекту нужно использовать металлический пруток 6 мм, то его можно заменить стеклопластиковым 4 мм. В одной тонне окажется 4504 погонных метра стальной арматуры. В стеклопластиковой – 50000 пог. м. В результате стоимость армирования окажется приблизительно одинаковой. Также, применение пластика уменьшает общий вес конструкции, что снижает давление на фундамент и грунт.

По характеристикам тоже нельзя дать однозначный ответ – для конкретного проекта требуется отдельный анализ технических условий. Стеклопластик подойдет для армопояса, укрепления стен зданий. Он используется для фундаментов в малоэтажном строительстве, особенно на влажных грунтах. Для крупных зданий лучше использовать металлическую арматуру, благодаря большему модулю упругости.

В каких случаях какая арматура лучше: сравнение металлической и стеклопластиковой

На строительном рынке недавно появилась арматура для ЖБИ-изделий из композитного материала – стеклопластика. Продавцы ее активно продвигают, и она уже заняла значительную потребительскую нишу. Арматура из стеклопластика характеризуется неплохими эксплуатационными параметрами и ассортиментным разнообразием, но всегда ли целесообразно ее использование?

Давайте попробуем разобраться, какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая. В каких случаях рационально использовать тот или иной вариант.

Состав изделий из металла и стеклопластика

Стальная арматура производится и используется давно, на сегодняшний день разработано много ее видов. Их принято классифицировать по таким параметрам:

• конфигурация профиля;
• нагрузкам, которые может принять изделие;
• способ распределения нагрузок;
• принцип работы;
• технологии производства.

При изготовлении железобетонных конструкций чаще всего используются такие варианты стальной арматуры:

• Рабочая . Прутки прекрасно принимают все нагрузки на растяжение, и оптимально выдерживают – соскальзывающие воздействия.
• Распределительная . Эти стержни удерживают арматурную конструкцию в определенном положении, и однородно распределяют нагрузки между ее частями.
• Монтажная . Применяется для формирования каркаса.
• Анкерная . Этот вид используется в качестве закладных конструкций.

По принимаемым нагрузкам арматурная продукция подразделяется:

• Продольная . Она предназначена для купирования растягивающих нагрузок, она предотвращает появление трещин вертикального направления, в том числе в «узких местах».
• Поперечная . Этот вид препятствует формированию разрывов по наклону, которые формируются в зоне опор от скользящих напряжений.

По способу распределения нагрузок различают:

• единичные стержни;
• каркасы;
• армирующие сетки.

По технологии изготовления арматуру из металла классифицируют:

Арматура стеклопластик или металл в обязательном порядке классифицируется по эксплуатационным параметрам. А композитные изделия еще принято различать по типу использованного материла в изготовлении волокон, помимо стекловолокна:

Волокна пропитывают полимером. Чаще в производстве используется эпоксидная смола. Стержни отправляются в печь для просушки. После этого изделие является готовым, его можно использовать в производстве железобетонных конструкций. Диаметр прутков может варьироваться от 0,4 до 1,8 см, длина стандартных стержней может достигать 12 метров. На поверхности стеклопластиковых изделий сформированы спиралеобразные ребра, подобно металлической продукции, для надежного соединения с железобетоном.

Достоинства и недостатки

Сначала рассмотрим свойства металлической арматуры, хотя, ее достоинства очевидны – дома, построенные в начале XX века с применением этих изделий, до сих пор не только сохранились, но и вполне функциональны. Стержни из стали характеризуются такими преимуществами:

• высокая прочность на изгиб, сжатие и другие деформации;
• прутки универсальны в применении;
• хорошо адгезируются с бетоном;
• широчайший диапазон рабочих температур;
• монтируются стандартно, с применением сварочных установок.

Но в сравнении с новой композитной продукцией, изделия из металла проявляют следующие недостатки:

• они имеют значительную массу;
• металл подвержен коррозии;
• металл характеризует высокая способность проводить температуру, что вызывает промерзание конструкций в холодное время года;
• высокая стоимость, включая транспортировку.

Композитная продукция привлекает потребителей своей ценой, которая вдвое ниже. У арматуры стеклопластиковой технические характеристики также весьма высоки:

• высокая устойчивость к коррозии;
• небольшая масса;
• нейтральность к большинству агрессивных веществ;
• эластичность;
• стеклопластик не проводит электроток;
• не формирует радио- и электронных помех, не создают преграду электромагнитным волнам.

Сравнение стальной и стеклопластиковой арматуры формирует понимание недостатков материала из композита:

• стержни из стекла и пластика плохо переносят нагрузки на изгиб, что обуславливает невозможность их использования в конструкциях, подверженных таким нагрузкам: балки, перекрытия и подобные элементы;
• небольшой диапазон рабочих температур, особенно к низким значениям;
• установка арматуры сложна, поскольку композитные стержни не подлежат технологии обработки сваркой.

Из сопоставления двух типов арматур становится понятно, что стеклопластиковые изделия следует применять строго, согласно техническим характеристикам. В противном случае железобетонные конструкции будут ненадежны.

Область применения

Не смотря на все имеющиеся достоинства стеклопластиковой арматуры, использовать ее следует с большой осторожностью. Лучше предварительно проконсультироваться со специалистами, которые не заинтересованы в раскрутке данной продукции. Главная причина тому – кардинальные отличия материалов: бетона и стеклопластика.

На самом деле не существует результатов независимых экспертиз, все технические характеристики заявлены производителями, после локальных экспериментов. Тем более что компании порой делают совершенно различные заявления, поскольку их технологии производства различаются существенно. Рекламации производителей остаются только рекламациями, и не являются нормативной базой. Так, прочность стеклопластика на растяжении выше, чем у металла, в 4 раза, но поведение материала напрямую зависит от направления вектора нагрузки. Поэтому реальные показатели данного параметра до сих пор остаются инкогнито.

Арматура из металла, сваренная в конструкции

Относительно применения стеклопластиковой арматуры разработан СНиП52-01, но он содержит лишь общие предписания. Поэтому целесообразно для ответственных железобетонных конструкций использовать металлические изделия.

Ценовой аспект использования при строительстве

При выборе арматуры чаще покупатели руководствуются ценовым аспектом в отношении единицы веса готового изделия. Но данный подход в сравнении стоимости арматуры из металла и стеклопластика абсолютно не верен, поскольку материалы имеют различную плотность. Так, тонна арматурной продукции из композита, благодаря меньшему значению вышеназванного параметра, может иметь в партии до 5 раз больше изделий, в сравнении с металлической, такого же диаметра. Поэтому сложно определить, какая арматура дешевле металлическая или стеклопластиковая, поскольку следует учитывать параметры расхода бетона, затраты на транспортировку и качество готовых железобетонных конструкций. Следует понимать, что по завершении гарантийного срока, у предприятия, которое возвело ненадежное сооружение или изделие остается законодательная и моральная ответственность.