Изменения нормативной базы откроют путь более широкому применению композитных материалов. Минстрой России намерен содействовать более широкому применению композитных материалов в строительстве. Для этого в нормативной базе планируется отразить новые подходы к методам расчета конструкций с полимерной композитной арматурой, а также уточнить требования к проектированию усиления конструкций композитами. Как сообщили в ФАУ «ФЦС», соответствующая работа по внесению изменений в СП 295 «Конструкции бетонные, армированные полимерной композитной арматурой. Правила проектирования» и СП 164 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования» находится на завершающем этапе. Обновленные документы появятся в начале 2021 года.
Как известно, композитные материалы имеют целый ряд преимуществ, в их числе — высокая коррозионная стойкость, радиопрозрачность, высокие диэлектрические свойства. Простая технология изготовления и малый вес позволяют экономить на спецтехнике при возведении конструкций с применением композитной арматуры. При этом стоимость одного погонного метра стальной и композитной арматуры одного и того же диаметра примерно одинакова.
Композиты могут быть использованы для армирования конструкций при строительстве дорожно-транспортной и городской инженерной инфраструктуры, при строительстве шахт, тоннелей, морских и припортовых сооружений, сооружений, эксплуатируемых в условиях высоких электромагнитных полей, для армирования фундаментов, трубопроводов, опор линий электропередачи, конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред. В гражданском строительстве композитную полимерную арматуру рекомендуется применять пока только для армирования фундаментов малоэтажных зданий.
Композитные материалы также часто используют для восстановления несущей способности железобетонных конструкций, которая могла снизиться в процессе эксплуатации сооружения, а также для того, чтобы избежать перегрузки конструкций при перепрофилировании объекта. Одним из главных плюсов усиления конструкций композитными материалами является возможность оставить сооружение в его габаритах. «Эта возможность крайне актуальна для городов с плотной застройкой, — отметил замминистра строительства и ЖКХ Дмитрий Волков. — Еще пара весомых аргументов в пользу этой технологии — не нужны энергозатратные сварочные работы и времезатратные «мокрые» технологии».
Однако, несмотря на очевидные плюсы, применение композитных материалов в России долгое время не получало развития, и связано это было, прежде всего, с отсутствием актуальной нормативной базы. «Сейчас мы шаг за шагом переламываем ситуацию, в том числе путем пакетного обновления документов по стандартизации, когда под конкретную точечную задачу корректируется весь необходимый для внедрения технологии комплект сводов правил и стандартов, — заявил заместитель министра строительства и ЖКХ РФ Дмитрий Волков. — В данном случае мы говорим о существенных уточнениях расчетной части проектирования».
Как сообщил главный научный сотрудник НИИЖБ им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство» Тахир Мухамедиев, в Изменение CП 295 включены новые положения по методам расчета конструкций с полимерной композитной арматурой, в том числе: диаграммы деформирования бетона при одноосном растяжении, расчет упругопластического момента сопротивления сечения с учетом неупругих свойств бетона растянутой зоны сечения, расчета прочности изгибаемых конструкций таврового или двутаврового сечений с высотой сжатой зоны, превышающей ее граничное значение.
«Экономическая эффективность Изменения 295 обеспечивается за счет более точной расчетной оценки прочности и трещиностойкости конструкций из бетона с полимерной композитной арматурой, — пояснил Тахир Мухамедиев. — Утверждение проекта документа будет способствовать снижению материалоемкости от 13% до 7% при обеспечении трещиностойкости и деформативности конструкций с композитной полимерной арматурой из бетона класса от В20 до В60 соответственно». Иными словами, при проектировании, например, типовых балок с углекомпозитной арматурой экономия за счет снижения расхода арматуры составляет в сегодняшних ценах приблизительно 760 рублей на погонный метр балки, или порядка 13% общего расхода композитной арматуры.
Говоря об Изменении СП 164 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования», Тахир Мухамедиев сообщил, что новые подходы, отраженные в документе, позволят также снизить расход элементов усиления из композитных материалов на 5-7% при обеспечении жесткости конструкций из бетона класса от В40 до В15 соответственно.
КОММЕНТАРИЙ
Сергей БАРДОВСКИЙ, инженер строительной компании «Доринвест» (Липецкая область):
«Композитная арматура всегда привлекала своими уникальными свойствами — гибкостью, малым весом, коррозионной стойкостью и стойкостью в агрессивных средах. Работать с таким материалом намного проще и дешевле. Конечно, в тех случаях, когда композит по всем параметрам способен заменить в конструкции металл. Мне пришлось работать с пластиковой арматурой несколько лет назад. При строительстве моста на автомобильной дороге мы использовали композитные прутки для армирования бетона дорожного покрытия. Работы были экспериментальными, точных параметров по модулям упругости и растяжения привести не могу, но проектные значения были в норме — мост до сих пор стоит без нареканий к бетонному покрытию. Меня поразило, насколько просто было работать с пластиком. Это, как в случае с металлическими и пластиковыми водопроводными трубами — никакой коррозии, простота в соединении, малый вес и минимум проблем в монтаже и обслуживании. Считаю, что менять нормативную базу по применению композитной арматуры нужно было давно».