Главная причина применения стеклопластиковой арматуры – недостаточная коррозионная стойкость стали в условиях агрессивной среды. Основой инновационной арматуры стало стеклянное волокно 10-15 микрон, объединяющее в единую конструкцию с помощью синтетических смол.
Стеклопластиковая арматура не окисляется и не ржавеет, не проводит электричество и не ограничена в длине. Она в 5-9 раз легче стальной арматуры, отличается повышенной прочностью на разрыв. Эти преимущества российскими учеными изучались со средины XX века, сегодня же композит – востребованный строительный материал.
Как все начиналось…
На территории России (тогда СССР) разработка неметаллической арматуры началась в 1970-е годы. Производственные центры в то время находились в Москве, Минске и Харькове. Исследования не прекращались, но были некоторые сдерживающие факторы:
- отсутствие законов и нормативов;
- консерватизм участников рынка;
- боязнь инноваций в строительной сфере.
Постепенно стеклопластик внедрялся в производство опор ЛЭП, ванн в цехах электролиза, плит для складских объектов. Развивались и другие направления: изготовление конструкций из легких бетонов, заливка фундаментов, выпуск балок и свай. Яркие примеры использования композитной арматуры:
- сдача в эксплуатацию опытных участков ЛЭП-10 кВ с траверсами из стеклопластбетона в Гродно и Солигорске (1975 г.);
- строительство двух складских помещений в городах Червень и Рогачев в 1976 году;
- в 1979 г. в городе Батуми были сданы опоры ЛЭП на 10 и 0,4 кВт;
- возведение моста через реку Хинган (г. Облучье) в 1989 году.
В гражданском строительстве использование композитной арматуры было нецелесообразным, так как ее стоимость превышала металлические аналоги в 3-4 раза. Но постепенно строители и инженеры поняли, чем композит лучше металлической арматуры, и цена отходила на второй план, а в результате внедрения современных технологий производства материал стал дешеветь.
Переломный период
В 2000-х годах область применения стеклопластиковой арматуры значительно расширилась и распространилась на сферу строительства гражданских объектов. Этому способствовали 2 момента:
1. Существенно улучшились прочностные характеристики и химико-механические свойства композитной арматуры.
2. Снизилась стоимость неметаллических изделий, что актуально для частного строительства (загородные коттеджи, дачи, жилые дома в городе и пр.).
Единственный сдерживающий фактор, перешедший из 20 века в начало 21 века, - отсутствие нормативной документации, СНиП и ГОСТ, где прописываются требования по применению стеклопластиковой арматуры в гражданском строительстве. Начиная с 2004 года, комплексным исследованием инновационного строительного материала занимались ученые НИИЖБ им. А.А. Гвоздева и ряда других учреждений.
Испытания длились несколько лет, при этом применялись разные технологии: разрыв на специальных стендах, вымачивание в щелочных средах, воздействие низких и высоких температур, состаривание образцов. В результате 1 января 2014 года в силу вступил ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия». Это позволило использовать стеклопластиковую арматуру легально и повсеместно.
Интересные факты из истории зарубежного применения
Стеклопластиковая арматура в строительстве на территории США начала использоваться в 60-х годах прошлого века, но только в 1983 году разработки перешли на государственный уровень. В это время был выпущен первый проект Министерства транспорта США «Применение технологии композитных материалов в проектировании и постройке мостов». Практически монополистом в сфере производства арматуры из стеклопластика была корпорация Marshall-Vega Inc., далее подключились другие игроки рынка.
В конце 20 века – в начале 21 века ведущим потребителем композитной арматуры стал Китай. Строители Поднебесной и сегодня используют неметаллическую арматуру при работе с огромным количеством объектов, от мостов до подземных сооружений. В Европе крупные объекты, при строительстве которых использовалась стеклопластиковая арматура, - это автодорожный мост в Германии (1986 г.), винный завод в Британской Колумбии (1998 г.) и др.
Научные исследования продолжаются и в настоящее время, так как композитная арматура – материал интересный, обладающий множеством преимуществ. Особое внимание уделяется изучению факторов, которые влияют на деформацию бетонных плит с композитной арматурой. Анализируются такие вопросы, как максимальный момент разрушения плит, причины трещинообразования бетонных изделий, ширина раскрытия трещин. По имеющимся данным, композитные материалы в несколько раз превосходят металлические аналоги с такими же техническими и эксплуатационными характеристиками.