ГОСТ 31938-2022 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия
Стандарт устанавливает требования к композитной арматуре, используемой в железобетонных конструкциях, регулирует порядок приёмки, классификации и методов контроля качества материала.
Арматура композитная полимерная (АКП) представляет собой вид строительной арматуры на основе минеральных или синтетических волокон, связанных полимерной матрицей (эпоксидные, полиэфирные или синтетические смолы). Является альтернативой стальной арматуре при армировании бетонных конструкций.
Классификация и характеристики композитной арматуры
Классификация АКП производится по следующим признакам:
- По типу наполнителя (стеклокомпозитная – АСК, базальтокомпозитная – АБК, углекомпозитная – АУК, комбинированная – АКК);
- По типу термореактивной смолы (эпоксидной – Э, полиэфирной – ПЭ);
- По конфигурации и технологии изготовления (1ф, 2ф, 3ф).
Характеристики и физико-механические свойства АКП
По своим характеристикам композитная арматура существенно отличается от металлической (см. табл. 1).
|
Характеристики |
Металлическая арматура |
АСК |
АБК |
|
Материал |
сталь 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс |
стекловолокно диаметром 13-16 мкм, связанные полимером |
базальтовые волокна диаметром 10-16 мкм, связанные полимером |
|
Временное сопротивление при растяжении, МПа |
390 |
1200 |
1300 |
|
Модуль упругости, МПА |
200 000 |
55 000 |
71 000 |
|
Относительное удлинение, % |
25 |
2,2 |
2,2 |
|
Характер поведения под нагрузкой зависимости «напряжение-деформация» |
кривая линия с площадкой текучести под нагрузкой |
прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения |
прямая линия с упруголинейной зависимостью под нагрузкой до разрушения |
|
Коэффициент линейного расширения, αx*10-6/°С-1 |
13-15 |
9-12 |
9-12 |
|
Плотность, т/м³ |
7 |
1,9 |
1,9 |
|
Коррозионная устойчивость к агрессивным средам |
коррозирует |
нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона |
нержавеющий материал первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона |
|
Теплопроводность |
теплопроводная |
нетеплопроводная |
нетеплопроводная |
|
Электропроводность |
электропроводная |
диэлектрик |
диэлектрик |
|
Длина, м |
стержни длиной 5 или 12 м. п. |
любая длина по требованию заказчика |
любая длина по требованию заказчика |
|
Экологичность |
экологичная |
имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ |
имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ |
|
Долговечность, год |
По СНиП |
80-100 |
80-100 |
Таблица 1
Преимущества композитной арматуры сделали ее инновационным продуктом в строительной отрасли, в частности в вопросах бетонирования. По многим показателям АКП превосходит традиционную металлическую. Из них в первую очередь следует отметить:
- малый вес
- экономичность
- долговечность
- простота монтажа.
Так, композитная арматура в восемь раз легче аналогичной металлической. Отсюда можно делать вывод об экономичности – снижение расходов на доставку. Например, для привоза на объект 4000 п. м. стальной арматуры потребуется большегрузный длинномер, а стеклопластиковой – достаточно легкового автомобиля. Кроме того, несмотря на более затратное производство, в итоге АКП имеет более низкую стоимость в сравнении с металлической (по ценам 2021 года стоимость одного погонного метра диаметром 10 мм составляла 48 руб. для металлической арматуры и 34 руб. для АКП).
Кроме того, при бетонировании АКП используется меньшего диаметра, чем стальная, при сохранении прочностных характеристик (см. рис. 1).
Рисунок 1
Перевод равнопрочной замены металлической арматуры на композитную также способствует экономии затрат.
Для проверки качества АКП разработаны соответствующие стандарты. Одним из них является ГОСТ 31938-2022.
ГОСТ 31938-2022
Стандарт распространяется на АКП, предназначенную для армирования ЖБК и устанавливает общие технические требования, правила приемки и методы контроля.
ГОСТ определяет классификацию, сортамент и обозначения композитной арматуры.
В технических требованиях приводятся числовые значения физико-механических свойств, которым должна соответствовать АКП (см. табл. 2).
|
Наименование характеристики |
Значение для АКП/Норма |
|||
|
АСК |
АБК |
АУК |
АКК |
|
|
Предел прочности при растяжении σВ, МПа, не менее |
1000 |
1000 |
1400 |
1000 |
|
Модуль упругости Еf, МПа, не менее |
50 000 |
50 000 |
130 |
60 |
|
Предел прочности при сжатии σВС, МПа, не менее |
300 |
150 |
200 |
150 |
|
Предел прочности при поперечном срезе tsh, МПа, не менее |
150 |
150 |
200 |
150 |
|
Предел прочности сцепления с бетоном tB при величине проскальзывания, МПа, не менее |
12 |
|||
|
Снижение предела прочности при растяжении после выдержки в щелочной среде, %, не более |
20 |
|||
|
Предел прочности сцепления с бетоном при величине проскальзывания после выдержки в щелочной среде, МПа, не менее |
10 |
|||
|
Температура стеклования полимерной матрицы Tg, °С, не менее |
90 |
|||
|
Продольная пористость |
не допускается проникновение красителя в течение 15 мин |
|||
|
Водопоглощение, %, не более |
0,15 |
|||
Таблица 2
Отдельным пунктом в ГОСТе выделены требования, предъявляемые к сырью и материалам (к эпоксидно-диановым смолам по ГОСТ 10587-84, к полиэфирным смолам по ГОСТ 27952-2017, к стеклянным волокнам по ГОСТ 17139-2000, к базальтовым и углеродным волокнам по соответствующим НТД), маркировке и упаковке готовой продукции.
В правилах приемки указаны виды и периодичность испытаний, количество отбираемых в этих целях образцов (см. табл. 3).
|
Контролируемый показатель |
Вид испытаний |
Количество образцов |
|
|
приемо-сдаточные |
периодические |
||
|
Внешний вид (наличие дефектов) |
+ |
— |
10 |
|
Содержание непрерывного армирующего наполнителя |
+ |
— |
3 |
|
Продольная пористость |
+ |
— |
3 |
|
Водопоглощение |
+ |
— |
3 |
|
Геометрические размеры — номинальный диаметр dн
|
+ + + + |
— — — — |
3 |
|
Предел прочности при растяжении |
+ |
— |
6 |
|
Модуль упругости при растяжении |
+ |
— |
6 |
|
Предел прочности при поперечном срезе |
— |
+ |
6 |
|
Предел прочности при сжатии |
— |
+ |
6 |
|
Предел прочности сцепления с бетоном |
— |
+ |
6 |
|
Снижение предела прочности при растяжении после выдержки в щелочной среде |
— |
+ |
6 |
|
Предел прочности сцепления с бетоном после выдержки в щелочной среде |
— |
+ |
6 |
|
Температура стеклования полимерной матрицы |
— |
+ |
6 |
Таблица 3
В главе «Методы контроля» указаны стандарты, согласно требованиям которых контролируются параметры, указанные в таблице 3.
В качестве примера рассмотрим установленный ГОСТом метод определения номинального диаметра изделия.
Для испытания отбирают три образца и кондиционируют их по ГОСТ 12423-2013.
Из лабораторного оборудования понадобятся:
- весы аналитические (для взвешивания образца и дистиллированной воды);
- емкость и захват к весам (для фиксирования образца в воде);
- штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм (для измерения длины образца).
Испытания проводят при температуре, соответствующей требованиям ГОСТ 15150-69. Длину измеряют три раза, поворачивая образец на 120°.
В емкость для гидростатического взвешивания заливают дистиллированную воду комнатной температуры. Захват без образца погружают в емкость с водой и регистрируют показания весов.
В захвате фиксируют образец и отмечают полученную массу (показания весов) m1. Затем образец вместе с захватом помещают в воду и фиксируют показания весов m2.
Полученные значения обрабатываются математическим путем с помощью специальных формул. В результате вычислений определяется номинальный диаметр dН.
Статическая обработка результатов испытаний проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 8.736-2011.
После завершения всех испытаний на партию изготовленных изделий составляется паспорт качества по форме, приведенной на рисунке (см. рис. 2).
Рисунок 2
Подходящее оборудование
