Виды стеклопластикового армирования

Виды стеклопластикового армирования

Внутреннее неметаллическое армирование.

Внутреннее неметаллическое армирование используется в случае, когда среда агрессивна к стальной арматуре и не агрессивна к бетону. При агрессивности среды к бетону применяется внешнее армирование.

Внутреннее можно разделить на дискретное и дисперсное. Дискретное армирование производится стеклопластиковыми стержнями определённого диаметра, которые используются в замен стальных. Композитная арматура существенно превосходит стальную по коррозионной стойкости, и не уступает ей по прочности, поэтому идеально подходит для использования в агрессивных средах, в которых существует вероятность коррозии металлической арматуры. Арматурные стержни часто объединяют в плоские сетки или пространственные каркасы. Скреплять стеклопластиковые стержни в армокаркасы можно с помощью само защёлкивающихся пластмассовых клямеров или связыванием.

Дисперсное армирование производится введением в бетонную смесь, при перемешивании, рублены волокон (фибр), которые в бетоне распределяются беспорядочно, хаотично. Применяя определённые процедуры, можно добиться направленного распределения волокон. Бетон произведённый с применением данной технологии называется фибробетоном.

Внешнее стеклопластиковое армирование.

Основная концепция внешнего армирования состоит в многофункциональности внешней листовой арматуры. Она может выполнять одновременно три функции: силовую, защитную и функцию опалубки при бетонировании. Поскольку стеклопластиковая оболочка непроницаема для воды и воздуха, она надёжно защищает бетон от воздействия внешней среды, а благодаря высокой прочности выполняет функцию арматуры, причём более эффективно, чем внутренняя стержневая арматура. Внешнее армирование делится на сплошное и дискретное. Сплошное – выполняется сплошными листовыми материалами, дискретное – отдельными полосами или сетками. Часто осуществляется армирование только одной растянутой грани балки или поверхности плиты. При одностороннем поверхностном армировании балок целесообразно завести отгибы листа арматуры на боковые грани, что повышает прочность конструкции. Внешнее армирование может устраиваться как по всей площади поверхности несущего элемента, так и на отдельных напряжённых участках, когда не требуется защита бетона от воздействия агрессивной среды.

Возможны два пути получения бетонных конструкций в стеклопластиковых оболочках. Первый заключается в нанесении стеклопластиковой оболочки на предварительно высушенные бетонные элементы, путём обматывания их стекловолокном с послойной пропитой смолой. После полимеризации связующего элемента, обмотка превращается в сплошную стеклопластиковую оболочку, а весь элемент в так называемую трубобетонную конструкцию. Второй основан на предварительном изготовлении стеклопластиковой оболочки и последующем заполнении её бетонной смесью.

Первый путь получения стеклопластаармированных конструкций (СПА - конструкций) даёт возможность создания поперечного предварительного обжатия бетона, что существенно повышает прочность и снижает деформативность получаемого элемента. Предварительное обжатие бетона создаётся не только натяжением стеклонитей (хотя оно составляет основную часть преднапряжения), но за счёт усадки связующего в процессе полимеризации, которая, например, для полиэфирной смолы составляет 5-6%.Внешнее армирование может осуществляться также путём обматывания элементов стеклолентой.

В ряде случаев стеклопластиковая оболочка принципиально изменяет характер напряжённо деформированного состояния бетона. Например, в центральном сжатом трубобетонном элементе благодаря жесткой оболочке одноосное напряжённое состояние трансформируется в весьма благоприятное для бетона трёхосное сжатие. Поперечное сечение трубобетонных СПА – элементов может быть любым (круглым, кольцевым, прямоугольным, трапециевидным, тавровым, двутавровым и т.п.), однако при осевом сжатии разрушение наступает, ка правило вследствие разрыва обоймы в местах концентрации напряжений. Следовательно, проектировать центрально сжатые элементы следует с плавным закруглением двугранных углов. Комбинированное армирование. Если внешнего армирования недостаточно для восприятия механических нагрузок. Дополнительно применяется внутренняя арматура, которая может быть как стеклопластиковой, так и металлической.

Коррозионная стойкость стеклопластиковой арматуры. 

Стойкость стеклопластиков к воздействию агрессивных сред в основном зависит от вида полимерного связующего волокна. При внутреннем армировании бетонных элементов стойкость СПА должна оцениваться не только по отношению к внешней среде, но и по отношении к жидкой фазе в бетоне, так как твердеющий бетон является щелочной средой, в которой обычно применяемое алюмоборосикатное волокно разрушается. В этом случае доложна быть обеспечена защита волокон слоем смолы или использованы волокна другого происхождения. В случае не увлажняемых бетонных конструкций коррозии стекловолокна не наблюдается. В увлажняемых конструкциях щёлочность бетонной среды можно существенно понизить, используя в бетоне цементы с активными минеральными добавками.

В процессе изучения коррозионной стойкости арматуры на алюмоборосиликатном волокне и эпоксифенольном связующем ( с содержанием в стеклопластике 22-24%) испытывались образцы при непосредственном воздействии кислот, щелочей, растворов и солей и т. п., а также при воздействии агрессивных сред на арматуру через бетон. Испытания показали, что стойкость СПА в кислой среде более чем в 10 раз, а в растворах солей более чем в 5 раз выше стойкости стальной арматуры. Наиболее агрессивной для СПА является щелочная среда. Снижение прочности СПА в щелочной среде происходит в результате проникновения жидкой фазы к стекловолокну через открытые дефекты в связующем, а так же по средствам диффузии через связующее.

Следует отметить, что номенклатура исходных веществ и современные технологии получения полимерных материалов позволяют в широких пределах регулировать свойства связующего для СПА и получать составы с черезвычайно низкой проницаемостью, а следовательно свести к минимуму коррозию волокна.