Композитная арматура. История. как это делается?
Несколько десятилетий назад в мире, в том числе и в России появилась потребность в замене стальной арматуры на арматуру из неметаллов. Произошло это отнюдь не сразу и не спонтанно, а в силу ряда определённых причин, вполне объяснимых.
Во-первых, конец первой половины ХХ века охарактеризован повсеместным и поистине революционным применением бетона при возведении масштабных сооружений, эксплуатирующихся в агрессивных средах. По замыслу проектировщиков, данные объекты возводились на перспективу, на века. Следовательно, использование армированной стали являлось тормозом из-за весьма низкой коррозийной стойкости, влекущей износ и разрушение арматуры многократно быстрее бетона.
Вторая причина обусловлена растущей сложностью и высокой технологичностью сооружений, а также стремлением к значительному росту запаса прочности сооружений при одновременном увеличении их лёгкости, что достижимо именно при использовании композитной арматуры.
В-третьих, появилась обязательная потребность в наделении множества конструкций и изделий в силу их специфики диэлектрическими и антимагнитными свойствами, идёт ли речь о морских и речных портах, вузах, НИИ или наличием в медучреждениях МРТ.
Четвёртая причина заключалась в банальном отставании от потребностей результатов добычи металлической руды и стремительно растущий дефицит легирующих материалов, удавкой нависший над процессом выплавки высококачественной стали.
Первой ласточкой беспрерывной технологи производства отечественной композитной арматуры стало разработанное у нас почти полвека назад после тщательного изучения и исследования физико-механических свойств стойкое щелочное стекловолокно с малоциркониевым составом, объединённое благодаря синтетическим смолам в монолитный стержень. После основательного изучения химической стойкости стекловолокна и его долговечности в условиях различных агрессивных сред, была создана арматура из стеклопласта.
Изначально напряжённые изгибаемые элементы с представленной арматурой из неметалла были тщательно исследованы под действием статических нагрузок. Затем были разработаны первые технологические карты изготовления композитной арматуры и предложения по проектированию конструкций из бетона с новым армированным материалом. И уже на третьем этапе последовало изготовление опытных образцов с использованием арматуры из стеклопластика в напорных трубах, в опорах контактной сети, монтаж на экспериментальных участках электроизолирующих траверс опор ЛЭП.
Далее победное шествие арматуры из стеклопластика продолжилось на предприятиях цветной металлургии в ваннах из полимербетона в цехах электролиза, на производствах химической промышленности, в плитах оснований и перекрытий на складах минеральных удобрений, в сооружениях из лёгкого бетона, в электролизных ваннах, в фундаментах, в сваях, балках и ригелях эстакад, плитах крепления откосов, опорных сооружениях конденсаторных батарей и в безизоляторных траверсах.
Благодаря применению стеклопластиковой арматуры, заметно – до 9% - снизилась стоимость конструкций, на 1/5 часть сократилось потребление деревянных изделий в несущих элементах и также почти на 1/5 произошло снижение массы конструкций, что весьма немаловажно, а стоимость зданий снизилась в 1,5–1,7 раза по сравнению с аналоговыми.
В дальнейшем арматура из композитов, представляющих собою стеклянные, базальтовые и углеродные волокна с поперечными или спиральными рёбрами на поверхности, прочно вошла в жизнь людей на всей планете, завоевав в том числе признание в оборонной и аэрокосмической промышленности, благодаря высокой прочности и лёгкости, а также приемлемой себестоимости.
Композитные пластики из непрерывного волокна применяются для изготовления удочек и клюшек для игры в гольф. Композитные материалы стали неотъемлемым элементом в строительстве зданий и скоростных автострад.
В 2012 г. в РФ введены в действия требования ГОСТ для применения композитной арматуры. Признано целесообразным использование стеклопластика для электроизолирующих элементов, несущих конструкций мостов, промышленно-гражданского и дорожного строительства, удешевляющего строительство и увеличивающего срок службы дорожных покрытий и конструкций, испытывающих воздействие агрессивных сред.
При этом исключено повреждение конструкций из-за коррозийного разрушения при использовании арматуры из композитных материалов. Поэтому значительно увеличивается срок службы сооружений и строений, увеличивается межремонтный период, позволяя долгие годы обходиться без реконструкционных работ.