Несколько лет назад, в России начали производить и продавать стеклопластиковую и базальтовую арматуру. Производители заверяют, что её прочность в 2 раза выше стальной, она экономичная, легкая и пр.
Я решил проверить, в чем же дело. Почему если всё так хорошо, то такую арматуру мало применяют.
Для исследования этого вопроса нам понадобятся следующие термины:
Модуль упругости - характеризует способность твердого тела упруго деформироваться под воздействием силы.
Предел текучести - механическое напряжение при воздействии, которого деформированное тело уже не возвращается в первоначальное состояние.
Нормативное сопротивление - величина чуть меньше предела текучести, характеризует максимальное конструктивное напряжение для расчетов с данным материалом.
Предельная растяжимость бетона - максимальный коэффициент удлинения бетона, при котором не происходит раскрытие трещин.
Итак попробуем выяснить работу балки с 12 мм стальной арматурой.
Арматура стальная А500С диаметром 12 мм имеет следующие характеристики:
Модуль упругости 200 ГПа
Нормативное сопротивление 500 МПа, что чуть меньше предела текучести стали, из которой сделана арматура.
Таким образом мы получаем ориентировочные значения максимальной нагрузки на пруток арматуры 4500 кг. Растяжение арматуры при данной нагрузке составит около 2,5 мм/м
Производители арматуры размещают в документации табличку с равноценной заменой арматуры.
В документации указано, что стальной арматуре А500С диаметром 12 мм соответствует базальтовая арматура диаметром 10 мм.
Итак попробуем выяснить работу балки с 10 мм базальтовой арматурой.
Арматура базальтовая диаметром 10 мм имеет следующие характеристики:
Модуль упругости 50 ГПа
Нормативное сопротивление 2000 МПа.
Таким образом мы получаем ориентировочные значения максимальной нагрузки на пруток арматуры 10000 кг.
Растяжение базальтовой арматуры при данной нагрузке составит около 25 мм/м.
Растяжение базальтовой арматуры при нагрузке 4500 кг, около 11 мм.
Для того чтобы получить такое же растяжение как у стальной (2,5 мм/м) нам необходимо уменьшить нагрузку на пруток до 1000 кг, либо увеличить диаметр в 2,1 раз до 21 мм.
Величину предельной растяжимости бетона я так и не смог выяснить, но по некоторым данным - 3 мм/м.
Таким образом все преимущество высокой прочности арматуры теряется из-за низкого модуля упругости, т. е. высокого растяжения под нагрузкой.
Бетон просто потрескается в месте растяжения арматуры раньше чем арматура порвется.
Равноценная замена 12 мм стальной арматуры А500С - это базальтовая арматура диаметром 20 мм.
Цены:
1 м А500С диаметром 12 мм - 23 руб.,
1 м базальтовой диаметром 20 мм - около 100 руб.