Немного про мошенников в строительстве

Постоянно, каждый год во время полнолуния из тьмы выползают манагеры по продажам всякой фигни и начинается моя борьба с коллегами, прогулявшими в свое время физику, которым навешали лапшу на уши вездессущие продаваны. Впаривают обычно:

1. Композитную арматуру (КА).

2. Активную молниезащиту (АМ).

3. Нанокраски (НК).

4. ЛСТК.

В принципе, у п. 1, 3 и 4 есть свои ниши применения, но в связи с тем, что наши доморощенные бизнесмены понапокупали оборудования для производства КА и НК в десятки раз превышающее потребности, то приходится им впаривать эти узконишевые продукты туда, где применение этих материалов грозит авариями. Пунктом 2 занимаются просто жулики и обсуждать тут нечего.

Композитная Арматура.

Исследованием свойств КА занимались еще в СССР в семидесятые годы прошлого века, так что те, кто говорит, что КА это новые технологии просто врут. По результатам испытаний были получены неутешительные выводы для внедрения КА и тема у нас заглохла. Но не надолго. Какая-то нехорошая личность протолкнула в СНиП строчку, что вместо металлической арматуры можно использовать КА. И тут понеслось. Только автор сей строчки умолчал, что методики расчета для этой арматуры не существует (почему, будет объяснено ниже). Т.е. вроде как использовать можно, только как - хрен его знает. Нормальные проектировщики без утвержденной методики в бетон ничего пихать не будут, т.к. в случае, если эта конструкция разрушится, то проектировщик может сесть. Но есть и ненормальные проектировщики, которые по требованию ненормальных заказчиков (каждый, кто построил на даче сортир типа "очко" считает себя профессиональным строителем) используют КА. Или получит заказчик проект и сам заставит рабочих укладывать КА, вместо нормальной арматуры. Для таких манагеры придумали таблицу замены типа такой:

Здесь цифры - диаметр в миллиметрах. Стальную арматуру типа 6А-III диаметром 6 мм предлагают заменить стеклопластиковой или базальтовой КА диаметром 4 мм. Некоторые заменили согласно рекомендациям. Т.е. расчет сделали для нормальной арматуры, а потом поменяли на КА, например, товарищ Alekceich:

У меня заказчик басейн залил с такой арматурой - треснул (пустой еще был) :( причем треснул классически по верхней части
Часть басейна на одном грунте, часть на другом - не зная геологии специально считал, что бассейн частично будет консольный с разными вылетами - ничего не ломалось... даже близко.. а тут на тебе...

Еще следует знать, что свойства КА и обычной арматуры сами по себе очень разные и работают эти виды арматуры очень по разному. Вот график зависимости напряжения в арматуре (stress) от относительного удлинения (strain), здесь: typical steel - типичная сталь, typical GFRP - типичная КА, yielding - переход через предел текучести:

Пунктиром обозначена зона работы арматуры в бетоне. И хорошо видно, что стальная арматура в этой зоне имеет кратное преимущество (график в этой зоне выше), т.е. арматура удлинилась только на 0.2% а стальная арматура уже работает на полную. КА в этой зоне практически не принимает нагрузку и тянется дальше, как резинка от трусов. Пересечение графиков происходит недалеко от 1.5% удлинения. Для пролета 6 метров, это почти 80 мм. При таком удлинении в бетоне возникают трещины, а прогиб плиты становится виден невооруженным глазом. Т.е. бетон рассыпается, когда КА начинает работать. Из этого графика следует, что для того, чтобы КА заменила обычную арматуру необходимо брать КА на пару-тройку ступеней диаметра БОЛЬШЕ. А теперь взгляните на манагерскую табличку выше.

Манагеры любят рассказывать, что КА в разы прочнее стальной арматуры, только прочность эта достигается тогда, когда бетон уже раскрошился и перестал работать, а в рабочем диапазоне КА подобна резинки от трусов - она как бы есть, только толку от нее мало.

Если им этим ткнуть под нос, они скажут, что преднапряжение арматуры решает эту проблему. Опять запудривание мозгов. Во-первых, это дорого, долго и требует определенного инструмента и навыков. А стоят такие работы гораздо дороже, чем просто положить стальную арматуру. 

Слово товарищу An2 по преднапряжению:

имеем 2 технологии: натяжение на бетон и натяжение на упоры... 

На заводе основная технология на упоры, электротермический способ в силу диэлектрических свойств не рассматриваем вовсе.. механической натяжение - предположим что мы создали прорывную конструкцию анкера, при которой не происходит разрыва арматуры при захвате (а этом большая проблема сейчас, так как арматура плохо сопротивляется поперечному обжатию, вклеивать ее в гильзы просто нереально по затратам времени в условиях производства)..далее мы натягиваем, бетонируем и....нужно пропарить бетон для ускорения набора передаточной прочности до 80-90гр., но арматура не выдержит такого нагрева...полимерная матрица размягчается при 45-60гр. значит в заводских условиях практически не возможно использовать в качестве напрягаемого армирования..

На стройке - при использовании технологии натяжения на бетон...вопрос с захватами для нее остается открытым... к тому же...мы до сих пор (в России) не хотим использовать стальные канаты с сопротивлением в 3-4 раз выше, чем АУК.. 

Еще есть "приятные" особенности у КА:

1. Невозможно по месту изготовить короткие гнутые элементы. Если стальная арматура гнется на раз-два, то гнутики из КА нужно заказывать на заводе и не дай бог ошибешься в количестве, надо будет всю стройку останавливать и ждать, когда нужный уголок изготовят привезут или использовать обычную арматуру.

2. Ползучесть арматуры. Т.к. КА состоит из волокон и полимерного связующего на работу арматуры в бетоне сильно влияют свойства этого связующего. В нашем случае связующее текучее и со временем верхний слой, сцепленный с бетоном ползет относительно центральных волокон и вредное удлинение КА становится со временем еще больше. А при преднапряжении этот процесс ускоряется кратно.

3. При превышении ста градусов вода в связующем и в примыкающих слоях бетона вскипает и разрушает КА. Плюс текучесть связующего резко увеличивается. Т.е. если на плите, армированной КА произошел пожар, то плита рухнет вниз, что также не добавляет доверия к КА.

4. Щелочная природа бетона разрушает связующее и уменьшает со временем сцепление наружных слоев КА с бетоном. Особо смешно выглядит на этом фоне заявление манагеров о кислотостойкости КА, при том, что КА работает в щелочной среде. Вот интересная табличка испытания КА щелочью:

5. Нет информации по необходимой длине анкеровки. Т.е. для каждого вида арматуры нужно определять эту длину индивидуально.

6. Невозможно написать универсальную расчетную методику для использования КА, т.к. КА может быть стеклопластиковой, базальтовой, арамидной, углеродной, комбинированная (т.е. любая смесь волокон) несколько видов связующих, несколько видов переменного профиля (в т.ч. с обсыпкой песком, жгутиком, трубчатая и т.д.). Итого получаем несколько сотен видов разной арматуры с кардинально разными свойствами (различия в разы). Вот таблица из ГОСТ-а:

Таблица 4

Наименование показателя	АСК	АБК	АУК	ААК	АКК
Предел прочности при растяжении  , МПа, не менее	800	800	1400	1400	1000
Модуль упругости при растяжении  , ГПа, не менее	50	50	130	70	100
Предел прочности при сжатии  , МПа, не менее	300	300	300	300	300
Предел прочности при поперечном срезе  , МПа, не менее	150	150	350	190	190

Как видно модуль упругости у различных видов КА колеблется от 50 до 130 ГПа и т.д. Более того, с КА со спиральной навивкой жгута при работе этот жгут слезает и сцепление такой арматуры с бетоном стремится к нулю.

7. Цена. Для запудривания мозгов манагеры используют такую фразу: мы подберем вам равнопрочную арматуру. Но вроде теперь то понятно, что прочность КА не важна из-за специфических свойств и отсутствия площадки текучести (на графиках выше), что делает эту величину при подборе бессмысленной. Нужна замена на равнозначную, а при равнозначной замене нужно будет брать КА на несколько ступеней больше, что приведет к кратному удорожанию по сравнению с обычной арматурой. Т.е. при равнозначной замене стоимость КА в разы превысит стоимость стальной арматуры.

8. Плохо работает на сжатие и изгиб.

9. Мнимые достоинства в виде радиопрозрачности, кислотостойкости (при щелочных свойствах бетона), теплопроводности, массы в реальном применении практически не играют никакой роли. 

Можно дальше продолжать, но тогда статья будет уже неприлично большая. Кому интересно, почитайте тему на профильном форуме.   Краткий итог подвел товарищ TNemo (советую прочитать).

Испытания КА (заметьте, оплаченные производителями КА) обычно заканчиваются тем, о чем говорит товарищ zhuk_maika:

В 2009 году в УралНИИАс проводили испытания базальтопластиковой арматуры в конструкции пасынков для столбов линии электропередач. Сейчас на руках этого отчета нет, но по тем испытаниям - разрушение бетона произошло намного раньше, чем включилась в работу арматура. Выводы УралНИИАс: необходимо продолжать испытания, платите деньги.

Т.е. приходит бизнесмен к ученым с арматурой и говорит: "Испытайте, в смысле, дайте бумажку, где написано, что моя КА крута, как Чак Норрис". А ему в результатах пишут: "Г-но ваша арматура, будете еще испытывать?" Тут до бизнесмена доходит, что те, кто продал ему оборудование для изготовления КА его немножко обманули. Но деньги отбивать надо же? Вот и нанимает он манагеров, которые носятся с этой КА и впаривают тем, кто мало что в стройке разбирается и материт отсталых и тоталитарных ученых, рубящих крылья его мечте о бабосах инновациях.

Так ли все плохо? Не совсем. Обычным людям использовать КА не придется, поэтому если видите на рынке КА смотанную в бухту - проходите мимо, разве что колышки для помидоров очень нужны. Какие я вижу ниши для использования КА:

1. Дорожное полотно. Армированный КА бетон должен работать хорошо в качестве слоя в дорожном полотне как обычных дорог, так и мостов. Хотя использование стальных канатов, я думаю, перспективнее.

2. Поперечная перевязка кирпичной кладки.  Здесь используется свойство КА плохо проводить тепло, что должно снизить количество мостиков холода через утеплитель. Это когда между двумя слоями кирпичной кладки размещают утеплитель и чтобы наружный слой не выпал наружу используют для связи слоев арматурные коротыши. Нагрузка на них мизерная, а стоимость сопоставима.

3. Гидротехнические сооружения.

4. Конструкции окружающие томограф, антенны или еще какие-либо уникальные конструкции использующие свойства КА.

Категорически не советую использовать КА в несущих конструкциях зданий, а манагеров, предлагающих купить КА для использования в перекрытиях нужно сажать, как преступников. Ведь под этими перекрытиями будут люди находиться!

Еще одна статья про КА уже от представителей науки и заключение из нее:

В железобетонных изделиях повсеместно заменить стальную арматуру на композитную – невозможно. Из-за существующего соотношения цен со стальной арматурой применение композитной целесообразно и эффективно только в случае необходимости использования ее свойств, которыми стальная арматура не обладает. В первую очередь речь идет химической стойкости, радиопрозрачности и диэлектрических свойствах. Для расширения области широкого применения композитной арматуры в строительстве необходимо выполнить следующие мероприятия:
- разработать стандарты, регламентирующие требования к качеству арматуры, ее механическим свойствам и методам контроля;
- разработать строительные нормы, регламентирующие правила расчета и конструирования композитобетонных конструкций и устанавливающие требования к контролируемым параметрам в предельных состояниях;
- подготовить предложения по оценке характеристик периодического профиля арматуры;
- разработать типовые решения, обеспечивающие требуемый уровень огнестойкости композитобетонных конструкций;
- стандартизировать гнутые изделия, разработать правила их приемки.
До реализации данных мероприятий выполнять проектирование композитобетонных конструкций возможно только с использованием зарубежных норм проектирования и
исключительно под арматуру конкретного производителя.

Зато совсем недавно наши убогие нормотворцы из Минстроя-ЖКХ приняли еще одно изменение в НТД, опять разрешающее использованию КА (ранее эту строчку из СП убирали):

13 июля вступило в силу Изменение №1 к Своду правил (СП) 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». Соответствующий приказ Министерства строительства и ЖКХ РФ № 493/пр подписан 8 июля 2015 г. 

Текст изменений в нормативную документацию подготовлен специалистами НИИЖБ им. А.А.Гвоздева ОАО «НИЦ «Строительство» по заказу Департамента градостроительной политики города Москвы.
С выходом документа открывается возможность для широкого использования в жилищном и промышленном строительстве, а также при возведении объектов общественного назначения инновационной композитной полимерной арматуры на основе углеродных, арамидных и стеклянных волокон.
Внедрение положений и требований утвержденного Изменения будет способствовать расширению применения высокоэффективных композитных материалов при проектировании бетонных конструкций возводимых зданий и сооружений, имеющих высокую эксплуатационную надежность и долговечность.
В изменениях содержатся указания по расчету и возведению конструкций, в которых применяется композитная полимерная арматура. В частности, виды арматуры, правила определения нормативных и расчетных характеристик.

В общем, надо же отчитываться за внедрение инноваций. Опять бестолочи лезут со своими внедрениями туда, где ни ухом ни рылом. С учетом бардака, творящегося в строительной НТД, добавление неразберихи с КА очень своевременно. Читать научные статьи профессионалов ведь неинтересно совсем, лучше посмотреть на красивые презентации с умным видом и доложить наверх о внедрении инноваций, высокоэффективных материалов и прочей пустопорожней наномути, в которой первые лица не разбираются.