История применения и развития пластиковой арматуры

История применения и развития пластиковой арматуры

Потребность в неметаллической арматуре возникла в средине 20-го века в связи с возросшим применением железобетонных конструкций в агрессивных средах, необходимостью строительства сооружений с антимагнитными и диэлектрическими свойствами, нехваткой металла. Исследовательские работы начались в 60-х годах в Москве, Харькове, Минске.

Первый образец

Первая стекловолоконная арматура была изготовлена из щелочестойкого стеклянного волокна диаметром 10-15 микрон, нити которого склеены синтетическими смолами. Для улучшения сцепления с бетоном на прутья навивалась стеклянная нить. Была разработана непрерывная технология производства стержней диаметром 6 мм, получивших маркировку Щ-15 ЖТ. Проведенные исследования выявили следующие характеристики нового материала:

  • сопротивление разрыву – 1500 МПа;
  • плотность – 1800 – 2000 кг/м3;
  • модуль упругости 50 000 МПа;
  • содержание стекловолокна в изделии – 80%.

Разработчики рекомендовали использовать стекловолоконную арматуру в предварительно напряженных конструкциях.

Первые применения

Первоначально из нового материала были изготовлены траверсы для линий электропередач.

  • В 1970 году введена в эксплуатацию ЛЭП -10 КВ со стекло-пластобетонными траверсами возле Костромы.
  • В 1972 году построен участок ЛЭП с траверсами из трех предварительно напряженных стекло-пластобетонных лучей в Ставропольском крае.
  • В 1975 году сданы в эксплуатацию участки ЛЭП в Солигорске и Гродно. Трехлучевая конструкция состояла из горизонтального элемента для крепления двух проводов и вертикального – для крепления третьего. Траверсы изготавливались из электроизолирующего бетона, армированного четырьмя стержнями стекловолоконной арматуры диаметром 6 мм.

В дальнейшем строительство ЛЭП с применением стекловолокна продолжалось. Экономический эффект составил 61 рубль/км ЛЭП.

1975 год – начало применения стекловолоконной арматуры в мостостроении. Первый в мире деревянный мост длиной 9 м, балки которого армированы предварительно напряженными стержнями диаметром 4 мм, сооружен в Хабаровском крае. Через 6 лет в Приморском крае построен мост длиной 12 м. Пролет моста изготовлен из шести двутавров №45, армированных 12-ю стеклопластиковыми стержнями. В Германии строительство мостов с применением стекловолоконной арматуры началось лишь в 1980 году, в Японии – в 1986 году.

В 1976 году в городах Червень и Рогачев построены надвижные склады, наклонные элементы верхнего пояса которых были армированы четырьмя предварительно напряженными стержнями из стеклопластика диаметром 6 мм. Стержни располагались в пазах 10х18 мм. Стоимость строительства объектов по сравнению с типовыми проектами снизилась в 1,7 раза.

Внедрение стеклопластиковой арматуры в строительство продолжилось при сооружении электролизных ванн на Усть-Каменогорском комбинате цветной металлургии, перекрытий над галереями Светлогорского комбината искусственного волокна, других объектов народного хозяйства.

История внедрения стекловолоконной арматуры за рубежом

За рубежом стекловолокно начали использовать после второй мировой войны. Из-за высокой стоимости материала применение ограничивалось военной и космической областями. Лишь в 60-х годах начались работы по внедрению стекловолоконной арматуры в гражданское строительство.

Американская корпорация International Grating Inc. приступила к производству арматуры FRP в конце 70-х годов. Этот материал использовался при строительстве волноломов, оснований атомных реакторов, взлетно-посадочных полос. В 1983 году Министерством транспорта США был запущен проект применения композитных материалов при строительстве мостов. В 80-е – 90-е годы стекловолоконная арматура широко применялась в Японии, Китае. К средине 90-х годов в Японии одновременно реализовывались до 100 проектов с применением FRP.

С появлением современных технологий стоимость стекловолоконной арматуры многократно уменьшилась, качество улучшилось и она успешно конкурирует с традиционными материалами. Применение композитной арматуры в промышленном, гражданском, жилищном строительстве постоянно расширяется.