Сырье для композитной арматуры. Производство стеклопластиковой арматуры: оборудование, материалы и технология изготовления Технологическая схема производства композитной арматуры

Может ли производство стеклопластиковой арматуры стать идеей доходного бизнеса в области строительных материалов? Этот современный аналог стальной арматуры отличается целым рядом положительных характеристик, делающих его крайне востребованным на рынке. Рассказываем, сколько средств нужно вложить в такое предприятие, какое нужно приобрести оборудование и когда можно ожидать выхода на чистую прибыль.

Стеклопластиковая или композитная арматура является современным аналогом металлической арматуры, превосходящим её по качественным характеристикам. Арматура из пластика представляет собой ребристые стержни из искусственного волокна диаметром от 4 до 18 мм. Часто отдельные стержни для прочности соединяют между собой синтетическими смолами.

Это востребованный строительный материал, постепенно смещающий с рынка традиционные металлические аналоги. Его отличает внушительный перечень полезных характеристик:

1. Высокая прочность. Этот материал в 3 раза прочнее стали.
2. При этом пластиковый материал значительно легче стального - не менее чем в 6-9 раз.
3. Не ржавеет и без ущерба переносит воздействие морской или пресной воды, кислотной или любой другой агрессивной среды.
4. Диэлектрик - не проводит электричество, может использоваться в изоляционных работах.
5. Морозоустойчив - не разрушается даже при очень низких температурах.
6. Не подвергается воздействию электромагнитных полей.
7. Долгий срок эксплуатации - не менее 50 лет.
8. Возможность сделать бесшовную укладку.

Что касается недостатков, то можно отметить недостаточную упругость и слабую устойчивость к высоким температурам. Стеклопластиковую арматуру не сваривают, а связывают - иначе она разрушится под воздействием большого количества тепла. Прутья из стеклопластика настолько негибкие, что согнуть их своими силами не получится: прутья сгибают под нужным углом при производстве. Также со временем характеристики прочности материала снижаются.

Материал хорошо известен среди профессионалов, но рядовые потребители (они также являются потенциальными клиентами предприятия) не отличают этот материал от стальной арматуры и зачастую отдают предпочтение именно ей. Прутья из композита не имеют ярко выраженных маркетинговых преимуществ, очевидных выгод для покупателей, что тоже можно назвать одним из её недостатков.

Стеклопластиковая или композитная арматура является современным аналогом металлической арматуры, превосходящим её по качественным характеристикам

Где применяется

Основная сфера применения пластиковой арматуры - дорожное, промышленное и гражданское строительство. Этим материалом армируют бетонные конструкции, в том числе фундаменты. Стеклопластиковая арматура хорошо подходит для крепления теплоизоляции и бетонных перекрытий: она улучшает сцепление бетонных элементов. Использование таких укреплений облегчает конструкции и удешевляет стоимость работ.

Устойчивость к агрессивной среде сделала данный материал востребованным при возведении бетонных конструкций химических заводов. Высокая прочность обеспечивает популярность искусственных волокон при проведении берегоукреплений, строительстве водоотведения и канализации. При возведении дорог помогает повысить прочность и долговечность дорожного покрытия.

Актуален ли такой бизнес

Любое производство строительных материалов является актуальным бизнесом, а изготовление современных и инновационных - ещё более востребовано. Областей применения стеклопластиковой арматуры очень много, поэтому производитель качественного продукта всегда найдёт каналы сбыта.

Конкуренция в сфере довольно высока, но рынок нельзя назвать переполненным. Как правило, в каждом регионе действует от 3 до 10 средних предприятий, производящих такую арматуру.

При этом строительных компаний и учреждений, ответственных за дорожное строительство и берегоукрепление, значительно больше. Из этого следует, что спрос на материал будет всегда, поэтому начинающие производители должны изначально обозначить конкурентные преимущества и активно продвигать продукцию.

Композитная арматура в 6-9 раз прочнее стальной

Организация бизнеса

Производство композитной арматуры требует внушительных затрат на организацию. Практика показывает, что мало кому удаётся создать полноценное предприятие менее чем за 3 миллиона рублей. Оборудование и сырьё стоят дорого. К тому же предпринимателю придётся предусмотреть оборотные средства на тот период, пока компания не продаст первые партии товаров.

Продуманно подойти к работе поможет бизнес-план. В него нужно включить не только расходы на открытие, но и расчёт рентабельности, цель на 6 и 12 месяцев, примерный штат сотрудников, а также - перечень потенциальных партнёров. Чем быстрее предприниматель найдёт стабильные каналы сбыта, тем быстрее предприятие выйдет на уровень чистой прибыли.

Технология производства

Изготовление композитной арматуры происходит на конвейерной линии. Вмешательство человека в работу оборудования минимально. Производство начинается с обработки стеклоровинга - материал вытягивают в нити сечением до 20 микрон и пропитывают специальным засмаливателем. Пропитанные нити сплетают в пучки и просушивают горячим воздухом. После сушки стеклоровинг пропитывают эпоксидной смолой.

На следующей стадии нити попадают в специальную форму для пластических веществ (фильер), где определяется диаметр будущей арматуры. Затем заготовки обматывают жгутом: он обеспечивает необходимую толщину и улучшает характеристики сцепления с бетоном.

Сформированную и обмотанную арматуру обжигают в магнезитовой туннельной печи. Там смолы полимеризуются. На завершающей стадии композитные волокна остужают до комнатной температуры в проточной воде. После этого материал фактически готов к использованию. Его нарезают по нужным размерам пилой с алмазным напылением. Срез получается точным и ровным.

Оборудование

Конвейер оборудования для изготовления композитной арматуры обойдётся в 1-1,7 миллионов рублей. Это основная часть трат на открытие предприятия. В список станков и техники входят:

1. Ванна для пропитки стеклоровинга с функцией отжима.
2. Фильеры (формы для пластических веществ).
3. Станок для вытягивания арматуры.
4. Аппарат для закручивания нитей.
5. Полимеризационная печь с функцией регулирования температуры.
6. Аппарат для охлаждения.
7. Пила с алмазным напылением/станок для нарезки готовой арматуры.
8. Аппарат для скрутки готовой арматуры.

Все станки выстраиваются в конвейер протяжённостью 15-20 метров. В дополнение к этому оборудованию потребуется приобрести погрузчики, весы, стеллажи для сырья и готовой продукции. Такого комплекта будет достаточно для производства в рамках малого предприятия.

Производство начинается с обработки стеклоровинга - материал вытягивают в нити сечением до 20 микрон и пропитывают специальным засмаливателем

Требования к помещению

Так как конвейер станков для изготовления арматуры из стеклопластика занимает минимум 15 метров длину и около полуметра в ширину, помещение должно иметь подходящую протяжённость. Размещение оборудования должно быть комфортным для рабочих. Поэтому площадь помещения не может быть менее 200 квадратных метров. Цех разделяется на 3 зоны: рабочее пространство, склад, комната для персонала.

Пол помещения должен быть ровным, без перепадов высот (в крайнем случае не более 5 сантиметров). Высота потолков от 2,5 метров. Изготовление композитной арматуры требует поддержания стабильного температурного режима на уровне 16-18 градусов, поэтому желательно наличие специальной системы регулирования тепла. Хорошее освещение гарантирует качественную работу, не стоит игнорировать эту характеристику. Не получится обойтись и без мощной вентиляции (с оттоком воздуха не менее 250 литров воздуха в минуту). Местоположение цеха не имеет большого значения, можно разместить его на окраине или за чертой города.

Сырье

Какие необходимы материалы для производства композитной арматуры? Основой является стеклоровинг - нити из расплавленного алюмоборосиликатного стекла диаметром от 10 микрон. При изготовлении арматуры волокна поставляют большими герметично упакованными бобинами. Их перевозят при температуре на превышающей 35 градусов и при уровне влажности не более 70%.

Второй ключевой компонент - это эпоксидная смола. Это бесцветная или светло-жёлтая тягучая жидкость, по консистенции напоминающая мёд, используется при первичной обработке ровинга. Она придают будущей арматуре устойчивость к агрессивным средам.

Кроме этих двух компонентов для производства композитной арматуры необходимы:

• сплёточная нить;
• спирт;
• ацетон;
• дициандиамид.

Затраты на бизнес

Организация бизнеса по производству арматуры из стеклопластика потребует не менее 3 миллионов рублей. Около половины этой суммы уйдёт на приобретение оборудования и оснащение цеха. Примерно 1 миллион - на покупку сырья и оборотные средства для первых месяцев работы. Также сюда входят затраты на аренду цеха, транспортные и прочие расходы.

Сумму в 3 миллиона рублей нельзя назвать маленькой. В сравнении с некоторыми другими отраслями производства строительных материалов изготовление композитной арматуры действительно стоит дорого. Высокая цена связана с технологичностью и «искусственностью» материала - фактически, он целиком готовится из химических компонентов.

Композитная арматура широко применяется в строительных и дорожных работах

Расчет прибыли

В зависимости от диаметра цена на арматуру из композита начинается от 10 рублей за метр. Но средняя стоимость выше - 50-70 рублей. При этом материал всегда продаётся большими партиями, обычно от 1000 метров, то есть минимальная цена закупки - 50 тысяч рублей. Предприятие малой мощности производит за час порядка 2000 метров материала, то есть за смену - 16 000 метров. Выручка за смену составляет около 800 000 рублей. Кажется, что это очень много, но часть средств (около 40%) составит себестоимость. Из этих же средств предстоит уплачивать коммунальные расходы, зарплаты сотрудников и другие обязательные расходы.

Наличие стабильных каналов сбыта поможет окупить вложения в среднем за полтора года. Некоторым производителям удаётся выйти на уровень чистой прибыли быстрее, но это скорее исключение из правил. 16-18 месяцев - более реальный срок, учитывая значительный объём первоначальных вложений.

Заключение

Производство композитной арматуры, бесспорно, является перспективным направлением на рынке строительных материалов. Для организации предприятия потребуется не менее 3 миллионов рублей, при этом окупаемость возможна в течение 16-18 месяцев. Арматура из стеклопластика хорошо зарекомендовала себя благодаря характеристикам прочности, но на рынке этот продукт ещё не слишком широко известен.

Если вы планируете организовать производство строительного материала, пользующего спросом, то советуем обратить внимание на изготовление стеклопластиковой арматуры (АСП). Такое изделие представляет собой стержни из стеклянных волокон, пропитанных специальным термопластичным полимерным связующим. Арматура из стеклопластика быстро нашла свое применение. Её используют для армирования кладки стен, фундаментов, бетонных конструкций, полотен автомобильных дорог, а также изделий, подвергающихся воздействию агрессивной среды (там, где сталь уже не подойдет).

В европейских странах АСП стали использовать при строительстве особо ответственных объектов, таких как: мосты, туннели, дамбы. То есть, там, где традиционно присутствует повышенная влажность и высокая коррозия стальной арматуры.

Для начала бизнеса потребуется зарегистрировать предприятие (ООО), подобрать помещение от 100 кв. м., закупить необходимое оборудование и нанять персонал. Для открытия бизнеса может потребоваться от 1,5 млн. рублей. Основные вложения пойдут на покупку оборудования: линии для производства стеклопластиковых (композитных) изделий. При этом потребность в наемном труде минимальна: автоматизирование процесса позволяет управлять линией всего двумя рабочими.

Преимущества материала

У стеклопластиковой арматуры есть целый ряд преимуществ:

1. Более высокая стойкость к коррозии. Вода никак не влияет на стеклопластик, металл же, при попадании воды в железобетонное изделие, легко поддается коррозии.

2. Пластиковые изделия в 5-9 раз легче стальной арматуры. Отсюда следует, что здания, построенные из такой арматуры, получаются более легкими и требуют более простого и дешевого фундамента. Также мы получаем значительную экономию на транспортных расходах при доставке арматуры до места производства или продажи.

3. Такой материал, благодаря легкому весу, отлично подходит для использования в домашних условиях. Домовладельцы и дачники используют стеклопластиковую арматуру при возведении теплиц и парников.

Сколько можно заработать

Средняя по размерам линия может изготовить до 100 000 погонных метров арматуры в месяц. Оптовая цена арматуры диаметром 4 мм составляет 5 рублей за погонный метр, а диаметром 14 мм – не менее 25 рублей за п. м.

Получается, что линия может произвести продукции на сумму от 500 тыс. до 2,5 млн. рублей в месяц. Прибыль составит не менее 20%, то есть, от 100 до 500 тыс. рублей, если говорить о стопроцентной реализации всей произведенной продукции.

Оборудование

На внутреннем рынке работает немало производителей, выпускающих линии для производства АСП. Поэтому необходимости в закупке китайского оборудования нет. Среди отечественных производителей можно выделить такие компании как: «ПРО-инжиниринг» (Новосибирск), «ИНЕО» (Москва), «УралАрмаПром» (Екатеринбург) и Ивановский механический завод.

Цена оборудования у всех разная и начинается от 700 тыс. рублей. Стоимость линии напрямую зависит от её производительности. Двухручьевая линия, производительностью 20 метров в минуту, будет стоить не менее 1,5 млн. рублей.

На начальном этапе можно ограничиться покупкой недорогой линии. Например, Ивановский механический завод выпускает одноручьевые линии стоимостью в 700 – 900 тыс. рублей. Скорость работы подобного оборудования составляет 10 п. м. в минуту, что позволяет выпускать ежемесячно более 100 000 погонных метров стеклопластиковой арматуры. Потребляет такая линия около 3,5 – 5 кВ. ч. и обслуживается всего 1 – 2 операторами.

В составе линии устройство подогрева нитей, шпулярник, ванна пропитки стеклонитей, устройство формирования профиля, модуль подготовки нити, бухтонамотчик, печь туннельная, ванна водяного охлаждения, стенд протяжки профиля, отрезной механизм, шкаф управления. С комплектом поставляется и технология производства стеклопластиковой арматуры по ГОСТу. Для размещения оборудования достаточно выделить площадь в 25 – 30 кв. м.

Сырье

В качестве сырья для производства стеклопластиковой арматуры используется стеклоровинг. Такой материал представляет собой расплавленное алюмоборосиликатное стекло, вытянутое в нить толщиной от 10 до 20 микрон. Сами нити собраны в пучок и пропитаны замасливателем. Кроме стеклоровинга, для производства АСП необходимы смолы, ацетон, нить сплеточная, этиловый спирт, дициандиамид.

Рынок сбыта

Реализовывать АСП можно разными способами. Такой материал охотно покупают частные застройщики, строительные компании, оптовые перекупщики, магазины строительных материалов. Большие доходы может обеспечить сотрудничество с крупными строительными фирмами, которым требуются огромные объемы поставок стеклопластиковой арматуры. Речь идет о сотнях тысяч погонных метров в строительный сезон.

Видео процесса производства

Для начинающего предпринимателя производство арматуры из стекловолокна является одним из перспективных вариантов открытия своего бизнеса. Так как оно не требует огромных капиталовложений и трудозатрат.

Безусловно, на сегодняшний день в сфере строительства используется масса материалов, на выпуске которых можно неплохо подзаработать.

Если наладить бизнес на производстве композитной арматуры надлежащего качества, с соответствующей организацией выпуска продукции и проработанной клиентурой, то можно в достаточно короткие сроки вернуть первичные затраты и получать чистую выручку уже в ближайшие 2-3 года после открытия.

По своей сути, стеклопластиковая или композитная арматура - это пучок сплошных стеклянных волокон, характеризующихся высокой прочностью. Наитончайшие нити посредством синтетической смолы соединяются между собой в прочный прут.

Подобную продукцию, как правило, используют в сфере строительного производства и отделки либо в быту (к примеру, для сборки теплиц). К тому же, в отличие от металлической арматуры, стеклопластиковая продукция не сваривается, а скрепляется специальными крепежами (хомутами).

Также стеклопластиковая (композитная) арматура известна под названием «неметаллическая».

Оборудование для производства композитной арматуры

Сколько нужно денег для старта бизнеса по производству композитной арматуры

Сумма для стартовых вложений (открытия бизнеса по производству композитной арматуры) составляет примерно 1 400 000-1 700 000 рублей.

С чего начать бизнес по производству стеклопластиковой арматуры

Оценивая бизнес по производству арматуры из стеклопластика, можно сказать следующее:

• Насыщенность рынка пока находится в усредненной стадии и еще имеет свободные ниши для его заполнения новичками предпринимателями.
• Сложность открытия по 10-ти бальной шкале равна 6 баллам.

Конечно же, для перспективного развития бизнеса необходимо в первую очередь приобрести качественное и гарантийное оборудование. Купив его, наладив и запустив выпуск продукции можно поставлять на рынок востребованную стеклопластиковую (композитную) арматуру, как небольшим частным строителям, так и крупным строительным компаниям.

При этом даже при незначительном инвестиционном вложении, оформлении документов и выборе места застройки цеха, для успешного развития дел на этом поприще необходимо тщательно проработать бизнес-план производства стеклопластиковой арматуры, в котором обязательно должны быть учтены следующие пункты:

• аналитический прогноз развития рынка и конкурентной базы в этой сфере;
• технология выпуска продукции;
• техническое оснащение помещений цеха;
• финансовое обоснование производства изделий из стеклопластиковой арматуры.

Сколько можно заработать на бизнесе по производству стеклопластиковой арматуры

К примеру, при средней производительности 150 тыс.п.м. готовой месячной продукции, стоимость ее на крупнооптовом рынке составит около 6-10 рублей за погонный метр, с выручкой в 1,5 млн.руб. При этом, чтобы выйти на цифру чистой прибыли, нужно будет высчитать из общей выручки переменные затраты на приобретение сырья, оплату налогов и заработной платы сотрудникам, а также расходы за связь, транспорт и коммунальные отчисления.

Из практики становится очевидным, что ежемесячная чистая выручка предприятия составит около 100 000 рублей, то есть при столь благополучном раскладе, окупаемость бизнеса составит 2-2,5 года.

Все эти показатели, при полном сбыте продукции, обязательно должны быть рассчитаны в бизнес-плане. Так как в этом случае будет видно, рентабельно ли производство или нет.

Какое оборудование выбрать для производства стеклопластиковой арматуры

Так как в производстве стеклопластиковой арматуры используется спецоборудование, которое необходимо содержать и эксплуатировать при определенных условиях, при открытии бизнеса нужно обязательно понимать и знать, что в него входит и какие параметры условий содержания помещений потребуется учесть при производстве строительного стеклопластикового материала.

Итак, в оборудование по производству композитной арматуры входит следующий перечень узловых пунктов:

• шпулярник, представляющий собой станок для размотки нитей ровинга (стеклопластиковых нитей или базальтоволокна);
• пропиточное устройство для пропитки связующим материалом нитей;
• пропиточная ванна, в которой будет находиться специальная смесь на основе эпоксидной смолы;
• обмотчик ребра, приспособление для формирования профиля и скручивания нити;
• термическая камера полимеризации;
• приспособления для охлаждения арматуры;
• тянущее приспособление;
• приспособление для намотки арматуры на барабан или режущее приспособление;
• компьютеризованная система управления линией.

Подобная линия технологического производства может быть налажена в один или два ручья. При этом при доставке заказанного оборудования рекомендуется приобрести комплект технологической и технической документации, а установка и пусконаладочные работы с запуском пробной партии, подборку рецептуры и технологических параметров по производству композитной арматуры с учетом индивидуальных условий выпуска продукции, обучение обслуживающего персонала включить в стоимость заказа.

Условия же предъявляемые к помещению в производстве арматуры из стеклопластика таковы:

• Температура воздуха должна быть от +16 до +20ºС.
• Помещение должно быть высотой от 250см и выше, с минимальной длиной и шириной - 25х4м.
• Производственный цех обязательно должен быть оборудован вытяжной системой вентиляции и пожаротушения, с доступом и расходом воды не менее 0,5 м 3 /ч.

При соблюдении всех показателей, а также данных указанных в бизнес-плане по реализации композитной арматуры, рассчитанных на высокую рентабельность, при условиях стопроцентного сбыта товара и содержания пакетов документов в надлежащем порядке, открыть производство арматуры вполне реально и выгодно. Удачи!

Сколько нужно денег для производства композитной арматуры

Основными расходами деятельности являются:

• Аренда цеха и его оборудование в соответствии с нормами – 100 тыс. руб.;
• Покупка специальной производственной линии – 1 млн. руб.;
• Приобретение дополнительного инструмента – 200 тыс. руб.;
• Закупка сырья – 400 тыс. руб.;
• Регистрация и иные расходы хозяйственной деятельности – 100 тыс. руб.

Какой ОКВЭД необходимо указать для бизнеса

При регистрации арматуры из стекловолокна указывается код ОКВЭД 23.14.

Какие документы нужны для запуска бизнес проекта

Оптимальным выбором правовой формы является регистрация юридического лица, а именно ООО. Для его оформления стоит предоставить соответствующий пакет документов, который включает устав компании и решения всех учредителей организовать производственный цех. Бизнес рассчитан на сотрудничество с крупными строительными компаниями, которые более охотно сотрудничают с юрлицом, нежели с ИП.

Какую систему налогообложения выбрать для производства композитной арматуры

Как для ИТП, так и для ООО рационально использовать УСН. Ставка налога выбирается индивидуально: 6% или 15%. Ведение учета и решение юридических вопросов стоит доверить компании по предоставлению бухгалтерских и юридических услуг.

Нужно ли разрешение на деятельность

Лицензированию организация производственного цеха не подлежит. Но получить разрешение от пожарной инспекции и иных контролирующих органов необходимо. Документ выдают на соответствие помещения нормам. Также следует оформить сертификаты на изделия.

Технология производства композитной арматуры

Композитная арматуры является востребованным строительным материалом. Но не стоит рассчитывать на сверхприбыль в первые месяцы работы. Постоянные клиенты появляются со временем. Если говорить о производственном процессе, то стоит заметить, что он состоит из нескольких этапов:

Интерес к неметаллической арматуре возник в середине XX столетия в связи с рядом обстоятельств. Расширилось применение армированных бетонных конструкций в ответственных сооружениях, эксплуатируемых в сильно агрессивных средах, где трудно было обеспечить коррозионную стойкость стальной арматуры. Возникла необходимость обеспечения антимагнитных и диэлектрических свойств некоторых изделий и сооружений. И, наконец, надо было учитывать ограниченность запаса руд, пригодных для производства стали и всегда дефицитных легирующих присадок. Практическое решение возникшей проблемы стало возможным благодаря ускоренному развитию химической промышленности. В ряде технически развитых стран (Германия, Нидерланды, СССР, Япония. США и др.) были начаты соответствующие научные исследования.

В качестве несущей основы высокопрочной неметаллической арматуры сначала было принято щелочестойкое стеклянное волокно диаметром 10-15 мкм, пучок которого объединялся в монолитный стержень посредством синтетических смол: эпоксидной, эпоксифенол ьной, полиэфирной идр.

В СССР (Минск, Москва, Харьков) была разработана непрерывная технология изготовления такой арматуры диаметром 6 мм из щелочестойкого стекловолокна малоциркониевого состава марки Щ-15 ЖТ, подробно изучены ее физико-механические свойства.

Особое внимание уделялось изучению химической стойкости и долговечности стекловолокна и арматуры на его основе в бетоне при воздействии различных агрессивных сред. Выявлена возможность получения стекло пласт и ко вой арматуры со следующими показателями: временное сопротивление разрыву — до 1500 МПа; начальный модуль упругости — 50 000 МПа; плотность -1,8-2 т/м * при содержании стекловолокна 80 % (по массе); рабочая диаграмма при растяжении — прямолинейна вплоть до разрыва (предельные

деформации к этому моменту достигают 2,5-3 %); долговременная прочность арматуры в у нормальных температурно-влажностных условиях — 65 % от временного сопротивления; коэффициент линейного расширения — 5,5-6,5×10*6

Были всесторонне исследованы опытные предварительно напряженные изгибаемые элементы с такой арматурой под воздействием статических нагрузок, разработаны технологические правила изготовления арматуры и рекомендации по проектированию бетонных конструкций с неметаллической арматурой, намечены целесообразные области их применения.

Экспериментальные образцы электроизолирующих траверс опор ЛЭП были установлены на опытных участках линий электропередачи в Белоруссии, РСФСР и Аджарии. Проведены исследования по использованию стекло пласт и ко вой арматуры в опорах контактной сети и в напорных трубах. Стекло пластиковая арматура нашла также применение в ваннах из полимербетона в цехах электролиза предприятий цветной металлургии, в плитах перекрытий на нескольких складах минеральных удобрений.

К сожалению, заводского производства стеклопластиковой арматуры организовать не удалось; в небольших количествах такая арматура изготовлялась на лабораторной установке НТПО «Белетройнаука» в Минске.

В последние годы в Мире начали больше внимания уделять изучению неметаллической арматуры из базальтового волокна, производство которого менее трудоемко, а сырье вполне доступно. Можно констатировать, что в настоящее время разработаны основные исходные данные для промышленного выпуска стеклопластиковой арматуры, проектирования и изготовления различных, предварительно напряженных, конструкций с такой арматурой, намечены области их применения.

В Германии разработана и подробно изучена стеклопластиковая арматура диаметром 7,5 мм из алюмоборосиликатного стекловолокна и полиэфирной смолы под названием «полисталь». Испытания на статические, динамические и длительные нагрузки позволили установить следующие исходные характеристики этой арматуры; кратковременная прочность на растяжение — 1650 МПа; модуль упругости — 51000 МПа; удлинение при разрыве — 3.3 % долговременная прочность — 1100 МПа; потери напряжения от релаксации — 32 %; перепад4 напряжений при 2*106 циклах нагружений — 55 МПа; коэффициент температурного расширения — 7×10*6

После испытания опытных балок были разработаны основные положения по расчету и конструированию ответственных инженерных сооружений. За последние годы было возведено десять одно-, двух- и трехпролетных автодорожных и пешеходных мостов с арматурой «полисталь». Пролетные строения мостов, достигавшие 25 м, армировались пучками из стекло пластиковых стержней диаметром 7,5 мм с натяжением на бетон. На стержни наносилось защитное полиамидное покрытие толщиной 0,5 мм. Число стержней в пучке — 19, рабочее усилие натяжения пучка — 600 кН.

Особое внимание разработке проблемы создания и применения высокопрочной неметаллической арматуры уделяется в Японии. Освоено производство фибропластиковой арматуры на базе углеродных и арамидных волокон, исследованы их физико-механические свойства. Проволока и канаты изготовляются из углеродного волокна диаметром 7 мкм с пределом прочности 3600 МПа. Проволока собирается из 12 тыс. волокон, соединяемых между собой пластиком. Из проволоки свиваются канаты различной несущей способности, подвергаемые после свивки термической обработке.

Разработан перспективный сортамент арматуры, в который входят проволока, а также 7-, 9- и 37-про-вал очные канаты с усилием от 10 до 100 кН. Например, установлены характеристики 7-проволочных угле-пластиковых канатов: временное сопротивление — 1750 МПа; модуль упругости — 140 000 МПа; удлинение при разрыве — 1,6 %; плотность — 1,5 т/мЗ; релаксация напряжений — 2,5 %; теплостойкость — 200 JC; высокие кислото — и щелочестой кость.

Разработана арматура из арамидных волокон диаметром от 3 до 16 мм с разрывным усилием 8*250 кН. Стержни получают путем сплетения жгутов из непрерывных волокон с последующей пропиткой пластиком и тепловой обработкой. Предельное удлинение арматуры при разрыве — 2 %, модуль упругости — 66 000 МПа. Следует отметить, что эта арматура малых диаметров (до 5 мм) пригодна для поперечного спирального армирования^ конструкций. А

В Японии проведен значительный комплекс исследований опытных балочных конструкций с различными видами неметаллической арматуры, возведены автомобильные и пешеходные мосты небольших пролетов. Ведутся активные исследования возможности применения углепластиковой арматуры в различных областях строительства. Так, высокопрочные ленты различного поперечного сечения из углепластика начали использовать для усиления железобетонных конструкций в эксплуатируемых ответственных сооружениях.

Необходимо отметить пионерные работы, выполненные в Нидерландах с неметаллической арматурой из арамидных волокон. Накопленный материал по свойствам такой арматуры прямоугольного и круглого сечения был впервые доложен на конгрессе FIB в 1986 г. и вызвал большой интерес. Позднее в этой же стране была разработана композитная проволока диаметром 5 мм из углеродных волокон и эпоксидного связующего. Временное сопротивление проволоки колеблется от 2300 до 3300 МПа в зависимости от прочности волокна и доли его содержания в сечении. Освоено производство такой проволоки и получен опыт ее применения в качестве напрягаемой арматуры в сваях. Отмечается перспективность применения пучков из композитной проволоки в вантах большепролетных мостов и для внешнего армирования различных предварительно напряженных конструкций.

Большой эксперимент проведен учеными США и Канады на одном пролете предварительно напряженного балочного автодорожного моста, армированного проволокой и канатами из углепластика японского производства. Применение современных измерительных систем и продолжение испытаний вплоть до разрушения позволили получить обширный комплекс данных, необходимых для положительной оценки мостов с такой арматурой.

Постоянный рост числа публикаций о высокопрочной неметаллической арматуре и активная деятельность комиссии FIB по этой тематике подтверждают перспективность данного материала для предварительного напряженного железобетона и необходимость более внимательного отношения к этой проблеме в Мире. \

2.Историческое развитие и опыт применения композитной арматуры в СССР, России и за рубежом

Интерес к неметаллической арматуре возник в середине XX столетия в связи с рядом обстоятельств. Расширилось применение армированных бетонных конструкций в ответственных сооружениях, эксплуатируемых в сильно агрессивных средах, где трудно было обеспечить коррозионную стойкость стальной арматуры. Возникла необходимость обеспечения антимагнитных и диэлектрических свойств некоторых изделий и сооружений.

И. наконец, надо учитывать на перспективу ограниченность запаса руд, пригодных для удовлетворения непрерывно растущих потребностей в стали и всегда дефицитных легирующих присадках.

В качестве несущей основы разработанной высокопрочной неметаллической арматуры было сначала принято непрерывное щелочестойкое стеклянное волокно диаметром 10-15 микрон, пучок которой объединялся в монолитный стержень посредством синтетических смол (эпоксидной, эпоксифенольной. полиэфирной и др.).

В СССР (Минск, Москва, Харьков) была разработана непрерывная технология изготовления такой арматуры диаметром 6 мм из щелочестойкого стекловолокна малоциркониевого состава марки Щ-15 ЖТ, подробно исследованы ее физико­механические свойства.

Особое внимание уделялось изучению химической стойкости и долговечности стекловолокна и арматуры на ее основе в бетоне в различных агрессивных средах. Выявлена возможность получения стеклопластиковой арматуры со следующими показателями: временное сопротивление разрыву до 1500 МПа, начальный модуль упругости 50 000 МПа, плотность 1.8-2 т/м3 при весовом содержании стекловолокна 80%, рабочая диаграмма при растяжении прямолинейна вплоть до разрыва, предельные деформации к этому моменту достигают 2,5-3%, долговременная прочность арматуры в нормальных температурно-влажностных условиях составляет 65% от временного сопротивления, коэффициент линейного расширения 5,5-6,5×10*6.

Были всесторонне исследованы опытные предварительно напряженные изгибаемые элементы с такой арматурой лсд воздействием статических нагрузок, разработаны технологические правила по изготовлению арматуры и рекомендации по проектированию бетонных конструкций с неметаллической арматурой, намечены целесообразные области их применения.

Были разработаны экспериментальные образцы электроизолирующих траверс опор ЛЭП, изготовленные экземпляры установлены на опытных участках линий электропередачи в Белоруссии, России и Аджарии. Проведены исследования по использованию стеклопластиковой арматуры в опорах контактной сети и в напорных трубах. Стеки о пластиковая арматура нашла также применение в ваннах из полимербетона в цехах электролиза на предприятиях цветной металлургии, в плитах на нескольких складах минеральных удобрений.

К сожалению, заводского производства стеклопластиковой арматуры в то время организовать не удалось.

В 70-х годах XX века неметаллическая арматура была применена в конструкциях из легких бетонов (ячеистых бетонов, арболита и др.). а также в фундаментах, сваях, электролизных ваннах, балках и ригелях эстакад, опорных конструкциях конденсаторных батарей, плитах крепления откосов, без изоляторных траверсах и других конструкциях.

В 1976 г. построены два надвижных склада в районах г. Рогачев и г. Червень. Несущие наклонные элементы верхнего пояса арок армированы четырьмя предварительно напряженными стеклопластиковыми стержнями диаметром 6мм. Стержни расположены в двух пазах сечением 10×18 мм. выбранных в нижней пластине элементов. Приопорные участки элементов (в коньковом и опорных узлах) усилены деревянными накладками из досок толщиной 20 мм.

Экономия древесины в несущих армированных элементах составила 22% . на 9% была снижена стоимость, масса конструкций уменьшена на 20%. Стоимость сооружения по сравнению с существующими типовыми решениями складов такой же емкости снизилась в 1.7 раза.

На кислотной станции Светлогорского комбината искусственного волокна перекрытия над технологическими галереями выполнены из полимербетона ФАМ со стекло пласт и ко вой арматурой. Плиты армировали стеклопластиковыми стержнями диаметром 6 мм с предварительным напряжением ребер и плиты в поперечном направлении. Распределительная арматура полки выполнена без предварительного напряжения. Экономический эффект в результате снижения приведенных затрать на 1 м2 перекрытия составил 57,95 руб.

В 1969 г. ИСиА Госстроя БССР совместно с ГПИ «Сельэнергопроект» (г. Москва) разработаны и исследованы электроизолирующие траверсы для ЛЭП-10 кВ и ЛЭП-35 кВ.

В 1970г. в районе Костромы сдан в эксплуатацию опытный участок ЛЭП-10 кВ со стеклопласт-бетонными траверсами.

В 1972 г. в районе Ставрополя сдан в эксплуатацию опытный участок ЛЭП-35 кВ с электроизолирующими стеклопластбетонными траверсами. Конструкция траверса состояла из трех предварительно напряженных стеклопластбетонных элементов (лучей), соединенных болтами на стальной пластине, которая хомутами закреплялась на вершине железобетонной опоры.

В 1975 г. в Гродно и Солигорске сданы в эксплуатацию два опытных участка ЛЭП-10 кВ с траверсами из стеклопластбетона. Конструкция траверсы сборная, трехлучевая, состоит из двух прямолинейных предварительно напряженных стеклопластбетонных элементов: горизонтального, на котором расположены два провода, и вертикального на вершине которого крепится третий провод. Сборная траверса основанием вертикального элемента присоединена к железобетонной опоре ЛЭП с применением стальных хомутов. Траверсы изготовлены из электроизолирующего бетона. Арматура — четыре стержня диаметром 6 мм в каждом элементе.

В 1979 г. в районе г. Батуми сданы в эксплуатацию два опытных участка опор ЛЭП на 0,4 и 10 кВт с траверсами из бетонополимера, армированного стеклопластиковой арматурой диаметром 6 мм.

На Усть-Каменогорском комбинате цветной металлургии освоено производство предварительно напряженных электролизных ванн из ФАМ полимербетона, армированного стеклопластиковыми стержнями диаметром 6 мм. Размерами ванны в плане 1080×2300 мм, высота 1650 мм, толщина стенки 100 мм. Стенки и днище армированы двойной симметричной арматурой с шагами стержней 200 мм. Экономический эффект на одну ванну без учёта затрат, связанных с остановкой производства при замене железобетонных ванн, — 1015, 5 руб.

В 1975 г. по проекту кафедры «Мосты и тоннели» Хабаровского политехнического института закончено строительство первого в мире клееного деревянного моста длиной 9 м, балки которого с поперечным сечением 20×60 см изготовлены из древесины ели и армированы четырьмя предварительно напряженными пучками из четырех стеклопластиковых стержней диаметром 4 мм.

Второй мост в СССР со стеклопластиковой арматурой построен в 1981 г. в Приморском крае через р. Шкотовка. Пролетное строение моста состоит из шести металлических двутавров №45. предварительно напряженных затяжками из 12 стеклопластиковых стержней диаметром 6 мм. Балки объединены монолитной железобетонной плитой проезжей части. Пролетное строение имеет длину 12 м, габариты проезжей части и тротуаров — Г8+2х1 м. расчетные нагрузки Н-30, НК-80.

В Хабаровском крае мост с применением стеклопластиковой арматуры построен в 1989 г. В поперечном сечении пролетного строения длиной 15 м установлено 5 ребристых без уширения в нижней зоне балок. Армирование балок пролётного строения моста было принято комбинированным: создание начальных напряжений в них осуществлялось четырьмя пучками по 24 стеклопластиковых стержня диаметром 6 мм в каждом и одним типовым пучком из стальных проволок. Армирование балок не напрягаемой арматурой классов A-I и А-ll было оставлено без изменений.

Историческое развитие применения композитной арматуры за рубежом
(по материалам Института Бетона США)

Историю разработки арматуры из FRP можно проследить до начала широкого использования композитов после 2 мировой войны. В аэрокосмической промышленности были широко признаны преимущества высокой прочности и легкости композитных материалов, а во время холодной войны достижения в аэрокосмической и оборонной промышленности привели к еще более широкому использованию композитов. Далее, в условиях быстро развивающейся экономики, США требовались недорогие материалы, отвечающие потребительскому спросу. Получение соосно-ориентированного волокнистого пластика стало быстрым и экономичным методом формирования деталей с постоянным профилем сечения, а композитные пластики, изготовленные из непрерывного волокна, использовали для изготовления клюшек для игры в гольф и удочек. Однако, только в 60- годах, эти материалы стали серьезно рассматривать при производстве арматуры железобетона.

Распространение Федеральных систем скоростных автострад в 50-х годах обострило нужду в проведении их круглогодичного техобслуживания. Широкое распространение получило применение солей для удаления льда на автодорожных мостах. В результате, главной заботой стало использование стальной арматуры в таких конструкциях, а также в конструкциях, находящихся под длительным коррозийным действием морской соли. Было проведено исследование различных защитных покрытий, включая цинковые покрытия, покрытия с электростатическим напылением, полимербетоны, эпоксидные покрытия, а также арматуру из стеклопластика (ACI 440R). Из всего вышеперечисленного, стальная арматура с эпоксидным покрытием оказалось лучшим решением, и стала применяться в агрессивных коррозионных условиях. Использование арматуры из FRP не считалось- эффективным решением по причине высокой стоимости и не имело коммерческого распространения до конца 70-х годов.

В 1983 году был основан первый проект Министерством транспорта США «Применение технологии композитных материалов в проектировании и постройке мостов» (Plecnik and Ahmad 1988).

Корпорация Marshall-Vega Inc. вела изначальную разработку арматуры из стеклопластика в США. Изначально, арматура из стеклопластика считалась эффективной альтернативой стальной для полимербетона ввиду несовместимости с характеристиками температурного расширения между полимербетоном и сталью. В конец 70-х годов, корпорация International Grating Inc. вышла на североамериканский рынок арматуры из FRP. Marshall-Vega и International Grating занимались исследованием и разработкой арматуры из FRP до 80-х.

Стержни из стеклопластика использовали при постройке настила моста Crowchild в регионе Калгари штата Альберта в Канаде в 1997 году.

В 80-х на рынке возник спрос на неметаллическую арматуру для специфической передовой технологии. Наибольший спрос на электроизолирующую арматуру был для медицинского оборудования магнитной резонансной томографии. Арматура из FRP стала стандартом для конструкций такого типа. Иное применение арматуры FRP стало более известным и востребованным, особенно в конструкциях волноломов, основаниях реакторов электроподстанций, взлетно-посадочных полос и лабораторий электроники (Brown and Bartholomew 1996).

В 70-х в США стали нарастать проблемы, связанные с ухудшением состояния мостов ввиду коррозии, вызванной действием хлорид-ионов, воздействие которых на стальную арматуру привело к быстрому к старению мостов. (Boyle and Karbhari 1994). Кроме того, выявление коррозии в широко распространенной арматуре с эпоксидным покрытием повысило интерес к альтернативным методам, позволяющим избежать ее. И снова арматуру из FRP стали считать основным решением проблем коррозии мостовых настилов и других конструкций (Benmokrane et al. 1996)

Вплоть до середины 90-х годов в Японии наиболее широко использовалась арматуры из FRP. уже тогда в стране насчитывалось более 100 коммерческих проектов с ее применением. Детальная информация по проектированию с FRP были включены в «Рекомендации по проектированию и постройке» JSCE (1997).В Азии, недавно, Китай стал крупнейшим потребителем композитной арматуры, используя ее в новых конструкциях, начиная от мостовых настилов до проведения подземных работ (Ye et al. 2003).

Стекло пластиковая арматура использовалась при постройке винного завода в Британской Колумбии в 1998 году

Использование арматуры из FRP в Европе началось в Германии, при постройке автодорожного моста из преднапряженного FRP в 1986 году (Meier 1992). После постройки моста в Европе были запущены программы по исследованию и использованию арматуры из FRR В рамках европейского проекта BRITEEURAM Project, «Элементы из волоконных композитов и технология применения неметаллической арматуры» с 1991 по 1996 годы были проведены испытания и анализ материалов из FRP (Taerwe 1997). Позднее, компания EUROCRETE возглавила европейскую программу исследований и демонстрационных проектов.

Канадские гражданские инженеры разработали положения по применению для арматуры из FRP для Канадского свода норм проектирования автодорожных мостов и построили серию демонстрационных проектов. При постройке моста Headingley в Манитобе была использована арматура из CFRP и GFRP (Rizkalla 1997). Кроме того, при постройке моста на Kent County Road No. 10 была использована арматура из CFRP для армирования зон отрицательного момента (Tadroset al. 1998).

При постройке моста Joffre Bridge через реку Сен-Франсуа, расположенном в Шербруке. Квебек, была использована арматура из CFRP на напорных плитах, а также арматура из GFRP на дорожном заграждении и тротуаре. Мост, который был открыт для проезда в декабре 1997, был оснащен волоконно-оптическими датчикими, интегрированными в структуру арматуры из FRP для дистанционного контроля деформаций (Benmokrane et al. 2004). Канада остается лидером в применении арматуры из FRP при постройке мостового настила (Benmokrane et al. 2004).

В США, широкое использование арматуры из FRP было зафиксировано ранее (ACI 440R). Использование арматуры из GFRP при постройке пристроек больничной палаты для магнитной резонансной томографии становится повсеместным. Также композитная арматура стала стандартным решением в таких отраслях индустрии как портовые сооружения, верхняя сетка арматуры для мостовых настилов, различные заводские армированные бетонные изделия, орнаментный и архитектурный бетон. Некоторые крупнейшие проекты включают в себя здание Gonda Building клиники Майо в городе Рочестер штата Миннесота, Национальный институт здравоохранения в городе Бетесда штата Мэриленд — для магнитной резонансной томографии, мост в городе Поттер Каунти штата Техас, а также мост в городе Беттендорф штата Айова, для армирования настила (Nanni 2001).

Арматура из GFRP была использована при проведении тоннельных работ для бетонной стены, которую требовалось строить вслед за тоннелепроходческой машиной, и далее получила широкое применение при постройке множества крупнейших метрополитеном мира, включая Азию (например, Бангкок, Гонгконг и Нью-Дели) и Европу (например, Лондон и Берлин).

Источник: ACI 440.1R-06 Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars. (Reported by ACI Committee 440).

Опыт разработки и применения неметаллической арматуры в России

2000-х годов

По инициативе Московского правительства в 2000 г были возобновлены исследования по разработке базальтопластиковой арматуры повышенной долговечности. НИИЖБ проводит работу совместно с ФГУП «НИЦ МАТИ» им. К.Э. Циолковского и ОАО «АСП» (г. Пермь).

Разработаны и смонтированы две опытно-промышленные установки по традиционному принципу пултрузии и по новой беэфильерной технологии. Последняя технология обеспечивает значительно более высокую производительность производства композитной неметаллической арматуры базальтопластиковой и стеклопластиковой, поэтому эта технология выбрана как наиболее перспективная.

Замена стальной арматуры на неметаллическую исключает повреждение армированных конструкций из-за коррозии стали и разрушения защитного слоя, и позволяет сохранить качество и внешний вид конструкций в процессе эксплуатации, снизить эксплуатационные расходы за счёт увеличения межремонтного периода.

Неметаллическую композитную арматуру (НКА) рекомендуется использовать в бетонах, которые характеризуются пониженным защитным действием по отношению к стальной арматуре:

• в бетонах на портландцементе с содержанием щелочей не более 0,6% шла ко портландце менте, пуццолановом цементе, смешанных вяжущих (гипсоцементно- пуццолановом, цементах с низкой водопотребностью, с высоким содержанием активных минеральных добавок);
• в монолитных бетонах с хлородсодержащими противо морозны ми добавками, не содержащими щелочей (хлорид кальция ХК, нитрат-хлорид кальция НХК, нитрат-хлори кальция с мочевиной НХКМ и др.);
• в крупнопористых бетонах для дренажных труб, легких крупнопористых бетонах, монолитных ячеистых бетонах;
• для армирования конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных хлоридных сред; тротуарных плит, дорожных покрытий и др.

Рекомендуемой областью применения НКА является наружный слой трехслойных панелей и гибкие связи, что позволяет улучшить внешний вид здания (отсутствие потеков ржавчины) и повысить теплотехнические характеристики стен, а также в слоистых стенах с гибкими связями.

Эффективной областью применениям НКА являются конструкции, подвергаемые воздействию токов утечки. С получением экспериментальных данных за более длительные сроки испытаний, совершенствованием свойств АБП область применения неметаллической арматуры мажет быть расширена.

По результатам обследования трех пролетных строений мостов, несущие конструкции которых предварительно напряжены стекло пластиковой арматурой, могут быть сделаны выводы;

1. В пролетных строениях опытных мостов из клееной древесины (31 год эксплуатации), сталежелезобетонного пролетного строения (25 лет эксплуатации) и пролетного строения из стеклопластбетона (17 лет эксплуатации) сохранен эффект предварительного напряжения АСП.
2. Оправдано использование АСП в качестве анкеров в несущих конструкциях на основе эпоксидных смол.
3. Положительные результаты дает применение неметаллической композитной арматуры в дорожном и промышленно-гражданском строительств

3.Композитная арматура — новый этап развития строительства в России

Применение неметаллической композитной арматуры (НКА) в российском строительстве было начато около десяти лет назад, и в течение этого времени она использовалась без описывающего ее ГОСТа. Благодаря усилиям компаний, производящих композитную арматуру, он, наконец, был разработан и с 2014 года введен в действие.

В 2003 году применение стеклопластиковой композитной арматуры было разрешено СНиП 52-01 (в частности, стало возможным ее использование в конструкциях из железобетона). Введение нового ГОСТ 31938-2012 подняло на новый уровень применение НКА в строительстве, позволит компаниям-производителям значительно улучшить ее качество и даже выйти с предложениями поставок на мировой рынок.

Производители уверены, что внедрение нового ГОСТ 31938-2012 приведет к значительному расширению области применения неметаллической арматуры. Они надеются, что смогут увеличить объемы продаж, а соответственно, и прибыль, а также улучшить качество предлагаемой продукции.

После Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска и Краснодара, активно использующих ее в строительстве, композитная арматура станет популярной и в других российских регионах, нуждающихся в современных высокотехнологичных материалах для строительства жилых зданий и промышленных сооружений. Внедрение ГОСТ на НКА-продукцию разнообразит рынок, и потребители получат возможность убедиться в технологичной и экономической эффективности применения композитов.

4.Перспективы применения композитной арматуры в бетонных конструкциях

Целый ряд обстоятельств привели к повышенному вниманию специалистов к неметаллической арматуре. Этот интерес возник еще в середине 20 века. Так как строительство ведется в различных климатических условиях и для различных нужд, то тяжело было сохранить коррозийную стойкость металлической арматуры. Вследствие чего возникла потребность в использовании композитной арматуры, которая обладает антимагнитными и диэлектрическими свойствами. И конечно, развивающемуся человечеству нужно учитывать тот факт, что запасы руды для производства металлической арматуры небезграничны и использование искусственно созданного материала для производства арматуры имеет отличные перспективы, которые устремились в наше будущее.

Появление композитной арматуры было не случайностью, а закономерностью. Вследствие усиленного развития химической промышленности в развитых странах появилась первая неметаллическая арматура.

В качестве основного материала для производства композитной арматуры применяется стекловолокно, которое соединено в один стрежень и скрепляется он посредством синтетических смол. Новый материал подвергся тщательным испытаниям, исследовали его так же на прочность, упругость, износостойкость, подвергали его различным нагрузкам в суровых условиях. Исследования превзошли все ожидания, материал оказался достаточно устойчив к различного рода воздействиям.

Ученые разработали технологию производства качественной неметаллической арматуры, рекомендации по проектированию бетонных конструкций с использованием неметаллической арматуры, обозначали самые приемлемые области ее применения.

В ряде западных стран неметаллическую арматуру применяют намного шире, чем в России и странах бывшего Союза.

К примеру, в Германии в настоящее время подробно разработали и изучили стеклопластиковую арматуру по-другому ее называют «‘Полисталь*». Конструкторы разработали проекты мостов, при строительстве которых возможно использование такой арматуры. За последние несколько лет были разработаны и построены больше десяти пешеходных и автодорожных мостов с использованием такой арматуры.

Композитная арматура особенно значимое изобретение для Японии. Так как здесь при проектировании зданий нужно учитывать сейсмоопасные районы. В этой стране производят фибропластическую арматуру на базе углеродных и арамидных волокон. Это очень прочные и довольно упругие прутья, которые используют для строительства зданий.

Перспективы производства арматуры и применения ее в различных областях строительства расширяются. Производится более качественный и надежный материал, который устоит против многих разрушающих факторов, таких как вода, ультрафиолет, электричество.

В Японии особенно активно исследуют возможность использовать неметаллическую арматуру в различных конструкциях. Здесь строят автомобильные и пешеходные мосты, используют также эту арматуру для усиления различных бетонных конструкций.

В Нидерландах так же активно ведутся работы по созданию арматуры нового поколения. Стоит отметить, что в этой стране была создана композитная проволока из углеродных волокон, скрепленных эпоксидом. Перспектива использования такой проволоки в производстве канатов для поддержания больше пролетных мостов уже близка. Также ее будут использовать для внешнего армирования преднапряженных конструкций.

В последние годы разработками в области производства и применения неметаллической арматуры заинтересовались другие развитые страны, такие как Канада, Франция. США. и многие другие.

Количество материалов и публикаций на эту тему значительно увеличилось, ведутся исследования и изучаются свойства такого материала, как композитная арматура. Поэтому перспектива использования ее в строительстве очень весома, и изучение этого материала в России и СНГ ведется в усиленном режиме, дабы не отставать от других развитых стран.

5.Динамика рынка композитной арматуры

Информация касается динамики развития рынка композитной арматуры за прошедшие 2 года. Просмотрев статистику сервисов Яндекс и Google можно сделать вывод о значительном росте заинтересованности пользователей таким продуктом, как стеклопластиковая или композитная арматура. Для примера посмотрим график сервиса статистики Яндекс, где можно увидеть динамику роста запросов, содержащих слова «стеклопластиковая арматура». Т.е. это все запросы вида «купить стеклопластиковую арматуру», «стеклопластиковая арматура отзывы», «оборудование для производства стекло пластиковой арматуры» и т.д.

Под графиком приведены абсолютные значения по данному запросу. Например, в июне 2012 года было всего 11 605 подобных запросов, а через год, в июне 2013 года уже 25 227. Т.е. прирост составил 217%. При этом в оба года, пик запросов приходится на летние месяцы.

Для сравнения посмотрим данные полученные при анализе статистики, предоставляемой сервисом Google. Красным цветом на графике показана статистика по запросам, содержащим словосочетание «стеклопластиковая арматура», по нему запросов больше, а синим цветом статистика по словосочетанию «композитная арматура», эти запросы менее популярны, но динамика у них схожа. Начало примерно во второй половине 2011 года и последующий бурный рост.

Ниже посмотрим ещё пару изображений с достаточно интересной для анализа информацией. Первое изображение, это карта России с нанесенными на нее разным цветом регионами. От серого и желтого к красному изменяется интенсивность запросов в этом регионе. Карта показывает срез данных за июнь 2013 года.

Для понимания этого изображения посмотрим короткую таблицу, показывающую региональную популярность запросов, содержащих в себе словосочетание «стеклопластиковая арматура».

Региональная популярность — это доля, которую занимает регион в показах по данному словосочетанию, деленная на долю всех показов результатов поиска, пришедшихся на этот регион. Популярность слова/словосочетания, равная 100%, означает, что данное слово в данном регионе ничем не выделено. Если популярность более 100%, это означает, что в данном регионе существует повышенный интерес к этому слову, если меньше 100%- пониженный.

6.Область применения композитной арматуры

Согласно СНиП 52-01-2003 и МГСН 2.08-01 С и с учётом свойств стеклопластиковой арматуры АКС (ГОСТ 31938-2012) рекомендуется применение в следующих конструкциях:

7.Тенденция рынка композитной арматуры

По оценкам Research Tec hart рынок композитной арматуры стремительно растет. Специалисты данной компании оценивают его рост в 12% в год. По предварительным прогнозам, темп роста рынка композитной арматуры должен превысить предшествующие годы и составить порядка 16% в год. Наиболее динамично развивающимися рынками по производству и применению стекло пласт и ко в ой арматуры будут такие страны как Россия, Казахстан, Узбекистан, Азербайджан, Армения.

8.Сравнительные характеристики металлической и композитной арматуры

Таблица равнопрочностной замены металлической
арматуры композитной

9.Преимущества композитной арматуры

• Прочность на разрыв в 2 раза выше прочностных характеристик стальной арматуры;
• Нержавеющий материал;
• Плотность композитной арматуры в 4 раза меньше, чем у стальной арматуры при одновременном увеличении упруго прочностных свойств. При равнопрочной замене арматурного каркаса его вес уменьшается более чем в 10 раз. Позволяет значительно снизить стоимость транспортных и погрузочно-разгрузочных работ.
• Композитная арматура не подвергается коррозионному воздействию в большинстве агрессивных сред, в том числе в щелочной среде бетона.
• Коэффициенты теплового расширения арматуры и бетона максимально приближены друг к другу, что исключает трещинообраэование при изменении температуры.
• Теплопроводность композита более чем в 100 раз ниже, чем у стали. Не является мостиком холода и значительно снижает теплопотери.
• Композитная арматура не теряет своих свойств при низких температурах, в отличие от хладноломкости стальной арматуры.
• Предлагаемая арматура является диамагнитной и имеет диэлектрические свойства, что позволяет применять ее в таких зданиях и сооружениях, как больницы, аэропорты, радиолокационные станции, различные военные сооружения.
• Композитная арматура увеличивает срок службы конструкций в сравнении с металлической арматурой, в особенности при воздействии агрессивных сред.
• Не выделяет вредных и токсичных веществ.
• Может изготавливаться любой длины, непосредственно под проект, что исключает большое количество остатков материала.

Композитная арматура представляет собой арматуру, изготовляемую из композитных материалов, а не из стали. Их составляющими являются стеклоровинг и/или базальтовые волокна, которые скрепляются между собой полимерными связующими. Она, в отличие от металлической, не сваривается, а скрепляется специальными хомутами. Также композитная арматура известна под названием «неметаллическая».

Здесь мы поговорим про производство композитной (стеклопластиковой и базальтопластиковой) арматуры, технологию её изготовления, сырье и оборудование для данного бизнеса.

Композитная арматура используется в первую очередь, конечно же, в строительстве, но и может использоваться в быту, к примеру, для сборки теплиц.

Видеообзор материала и его преимущества

Краткое наглядное видео о том, что это такое:

Основные преимущества композитной арматуры:

1. Если сравнивать с металлической, то композитная имеет значительно больший показатель прочности — 1100 МПа, а стандартная стальная – всего 390 МПа. Прочность на разрыв сравнительно со стальной арматурой класса А ІІІ – больше в три раза;
2. Композитная арматура – материал, не поддающийся коррозии;
3. Идеально подходит для работы в морской воде, так как не подвергается кислотной коррозии;
4. Более упругая, чем из стали;
5. Не проводит электрический ток;
6. Не проводит теплоэнергию;
7. Композитная арматура радиопрозрачна;
8. Не изменяет свои прочностные характеристики под влиянием электромагнитных полей;
9. Не изменяет свои прочностные характеристики под влиянием низких температур (до -70 °C);
10. Значительно легче (более чем в девять раз) по сравнению с металлической арматурой.

Независимо от требуемого и желаемого объема, для производства стеклопластиковой арматуры необходимы инвестиции в размере от 4-16 млн. рублей.

Технология и оборудование для производства

Сырье для изготовления композитной арматуры:

1. Ровинг (базальтовый и/или стеклоровинг);
2. Смолы;
3. Сплеточная нить (ровинг, который пойдет для обмотки);
4. Ацетон;
5. Этиловый спирт;
6. Дициандиамид.

Сырье может быть и другим по составу.

Стеклопластиковая (СПА) и базальтопластиковая (БПА) арматура являются наиболее популярными на сегодняшний день в России, но есть еще и совмещенный вид — стержень из стеклопластика, а рельеф (ребра) из «базальта».

В роли связующих элементов чаще всего выступают термореактивные синтетические смолы, среди которых кремнийорганические и фенолальдегидные (твердеют при реакции поликонденсации); эпоксидные и непредельные (не выделяют побочных продуктов в процессе отверждения).

Среди других полимеров, занявших прочную нишу, следует назвать полиимидные, полибензимидазоловые и полибензотиозолевые. Эти смолы часто используют с добавлением других полимеров.

Для того чтобы получить на выходе стеклопластиковую арматуру с высоким уровнем стойкости к разного рода коррозиям, следует использовать эпоксифенольное связующее. Полиэфирное связующее придаст арматуре повышенные электрические свойства.

На один килограмм стеклопластиковой арматуры следует использовать 0,862 стекложгута-ровинг таких марок, как РБН-10-2520 либо же РБН-10-2520-4Э; эпоксидной смолы требуется 0,134 следующих марок: ЭД-20 либо ЗИС-1; фенолформальдегидной смолы потребуется 0,116 марки ЛБС-1; дициандиамида – 0,03; этилового спирта – 0,015; сплеточной нити – 0,01 кг; ацетона – 0,021.

Основой производства неметаллической арматуры стал уже традиционный способ производства стеклопластиков – подсушка и размотка волокна, пропитка его связующим, полимеризация.

Видео процесса изготовления:

Оборудование для производства композитной арматуры (стеклопластиковой или базальтопластиковой):

Устройство линии (оно может быть и другим). Цены на такие линии начинаются от 3 000 000 руб.

Принцип непрерывной протяжки позволяет изготовить неметаллическую арматуру из любого вида волокна, при этом следует учитывать его технологичность и температурные режимы отвердения связующих.