Стеклоткань ТСР-140: применение в строительстве
Стеклоткань ТСР-140: применение в строительстве
Стеклоткань ТСР-140 — конструкционная ровинговая стеклоткань полотняного переплетения с номинальной поверхностной плотностью 140 г/м². Фактическая поверхностная плотность 140±15 г/м², толщина 0,14±0,02 мм, разрывная нагрузка по основе не менее 1100 Н/50 мм. В строительстве применяется для внешнего армирования железобетонных конструкций, устройства гидроизоляционных и антикоррозионных покрытий, армирования штукатурных слоёв и наливных полов в соответствии с требованиями СП 70.13330.2012, СНиП 3.04.01-87 и СП 164.1325800.2014.
1. Общие сведения
Стеклоткань ТСР-140 является представителем семейства ровинговых стеклотканей, вырабатываемых из некручёных комплексных стеклянных нитей (ровинга) алюмоборосиликатного стекла состава Е. Маркировка «ТСР» означает «Ткань Стеклянная Ровинговая», число 140 — номинальную поверхностную плотность в г/м². Ткань производится в соответствии с требованиями ГОСТ 19170-2001 и поставляется в рулонах шириной 900–1270 мм с длиной намотки не менее 120 м.
По сравнению с ТСР-120, ткань ТСР-140 имеет на 17% большую поверхностную плотность и на 22% большую разрывную нагрузку, что расширяет область её применения в строительстве в сторону более нагруженных конструкций. При этом толщина ткани (0,14 мм) остаётся достаточно малой для использования в качестве поверхностного армирующего слоя без значительного увеличения толщины покрытия.
Ровинговая структура обеспечивает отличную пропитываемость связующими на эпоксидной, полиэфирной, винилэфирной и полиуретановой основе. Замасливатель (силановый аппрет) оптимизирован для совместимости с эпоксидными системами, наиболее распространёнными в строительном усилении конструкций.
2. Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля |
|---|---|---|
| Марка стекла | Е (алюмоборосиликатное) | ГОСТ 6943.0 |
| Тип нити | Стеклянный ровинг | ГОСТ 19170-2001 |
| Тип переплетения | Полотняное 1/1 | ГОСТ 19170-2001 |
| Поверхностная плотность, г/м² | 140±15 | ГОСТ 6943.1 |
| Толщина, мм | 0,14±0,02 | ГОСТ 6943.2 |
| Плотность нитей по основе, нитей/см | 7±1 | ГОСТ 6943.3 |
| Плотность нитей по утку, нитей/см | 6±1 | ГОСТ 6943.3 |
| Разрывная нагрузка по основе, Н/50 мм | не менее 1100 | ГОСТ 6943.4 |
| Разрывная нагрузка по утку, Н/50 мм | не менее 850 | ГОСТ 6943.4 |
| Удлинение при разрыве по основе, % | 1,8–3,0 | ГОСТ 6943.4 |
| Удлинение при разрыве по утку, % | 1,8–3,0 | ГОСТ 6943.4 |
| Линейная усадка при 600°C, % | не более 2,0 | ГОСТ 6943.5 |
| Массовая доля замасливателя, % | 0,5–1,5 | ГОСТ 6943.6 |
| Влажность, % | не более 1,0 | ГОСТ 6943.7 |
| Ширина рулона, мм | 900–1270 | ГОСТ 6943.8 |
| Длина намотки в рулоне, м | не менее 120 | ГОСТ 6943.9 |
3. Применение в строительстве
3.1. Внешнее армирование железобетонных конструкций
Система внешнего армирования композитными материалами (СВА) регламентируется СП 164.1325800.2014 и ГОСТ Р 56211-2014. Стеклоткань ТСР-140 применяется в СВА в следующих случаях:
- Усиление изгибаемых элементов (балок, плит перекрытия, ригелей). ТСР-140 наклеивается на растянутую зону элемента эпоксидным клеем. Расчётное сопротивление растяжению стеклотканевого ламината принимается Rf = 200–250 МПа. Коэффициент надёжности по материалу γf = 1,2.
- Усиление сжатых элементов (колонн, простенков). ТСР-140 наклеивается в поперечном направлении (бандаж) для создания обоймы, препятствующей поперечным деформациям бетона. Эффект обоймы повышает несущую способность колонны на 20–50% в зависимости от схемы усиления.
- Усиление на сдвиг (приопорные зоны балок). ТСР-140 наклеивается U-образными хомутами с шагом, определяемым расчётом.
3.2. Гидроизоляционные покрытия
В соответствии со СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия», стеклоткань ТСР-140 применяется для армирования гидроизоляционных покрытий следующих конструктивных элементов:
| Конструктивный элемент | Тип гидроизоляции | Количество слоёв ТСР-140 | Тип связующего |
|---|---|---|---|
| Кровля плоская | Полимерная мембрана | 1–2 | Полиэфирная смола |
| Фундамент | Оклеечная | 2–3 | Битумно-полимерная мастика |
| Бассейн, резервуар | Окрасочная (полимерная) | 2–3 | Эпоксидная смола |
| Балкон, терраса | Полимерцементная | 1–2 | Полимерцементный состав |
| Подвал, цоколь | Проникающая + окрасочная | 1–2 | Эпоксидная смола |
| Мокрые помещения | Окрасочная | 1 | Полиуретановая смола |
Армирование гидроизоляционного покрытия стеклотканью ТСР-140 повышает его трещиностойкость, сопротивление проколу и раздиру, а также увеличивает долговечность покрытия за счёт перераспределения внутренних напряжений, возникающих при температурных деформациях основания.
3.3. Антикоррозионная защита
СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии» предусматривает применение стеклотканей в системах антикоррозионной защиты. ТСР-140 используется для армирования химически стойких покрытий (эпоксидных, винилэфирных, фурановых) на поверхностях:
- Металлических резервуаров и трубопроводов;
- Бетонных ёмкостей для агрессивных жидкостей;
- Железобетонных конструкций очистных сооружений;
- Полы производственных помещений с агрессивными средами (гальванические цеха, травильные отделения, аккумуляторные).
Типовая система антикоррозионной защиты включает: грунтовочный слой, 2–3 слоя ТСР-140 на химически стойком связующем, покрывной слой. Общая толщина покрытия 0,8–1,5 мм. Срок службы — 10–15 лет в среднеагрессивных средах.
3.4. Армирование штукатурных слоёв и наливных полов
СП 70.13330.2012 допускает применение стеклотканей для армирования штукатурных слоёв. ТСР-140 используется:
- Для армирования штукатурки по пенополистирольным и минераловатным плитам в системах фасадного утепления (СФТК);
- Для армирования выравнивающих стяжек и наливных полов по слабым основаниям;
- Для усиления зон сопряжения разнородных материалов (бетон-кирпич, бетон-металл) с целью предотвращения трещинообразования.
4. Расчётные формулы для строительного применения
4.1. Расчёт усиления изгибаемого элемента по СП 164.1325800
где:
M — изгибающий момент, Н·мм;
Rb — расчётное сопротивление бетона сжатию, МПа;
b — ширина сечения, мм;
x — высота сжатой зоны, мм;
h0 — рабочая высота сечения, мм;
Rf — расчётное сопротивление композитного ламината растяжению, МПа;
Af — площадь поперечного сечения ламината, мм²;
h — полная высота сечения, мм.
4.2. Расчёт площади поперечного сечения ламината
где:
Af — площадь сечения ламината, мм²;
n — количество слоёв ТСР-140;
bf — ширина ламината, мм;
tсл — толщина одного слоя в ламинате, мм (0,11 мм при Vf = 0,50).
4.3. Расчёт расхода эпоксидного клея для наклейки
где:
Qкл — расход эпоксидного клея, кг;
S — площадь наклеиваемой ткани, м²;
qгр — расход клея на грунтовку основания, кг/м² (0,3–0,5);
qпроп — расход клея на пропитку одного слоя ткани, кг/м² (0,15–0,25 для ТСР-140);
n — количество слоёв.
Пример расчёта усиления балки. Железобетонная балка перекрытия b×h = 300×500 мм, бетон B25 (Rb = 14,5 МПа), требуется увеличить несущую способность по изгибающему моменту на 40 кН·м. Усиление — 3 слоя ТСР-140 шириной 250 мм.
Af = 3 × 250 × 0,11 = 82,5 мм². При Rf = 220 МПа дополнительный момент: ΔM = 220 × 82,5 × (500 − 0,5 × 150) = 220 × 82,5 × 425 = 7,7 кН·м.
Требуется увеличить количество слоёв или ширину ламината. При 6 слоях шириной 300 мм: Af = 6 × 300 × 0,11 = 198 мм²; ΔM = 220 × 198 × 425 = 18,5 кН·м. Для достижения 40 кН·м может потребоваться комбинированное усиление с углеволокном.
5. Технология производства работ
Технология наклейки стеклоткани ТСР-140 при усилении строительных конструкций регламентируется СП 164.1325800.2014 и включает следующие этапы:
- Подготовка основания. Очистка поверхности бетона от пыли, грязи, масел. Удаление слабого поверхностного слоя пескоструйной обработкой или шлифовкой. Обеспыливание сжатым воздухом. Прочность бетона на сжатие — не менее 15 МПа, на отрыв — не менее 1,5 МПа.
- Грунтование. Нанесение эпоксидного грунтовочного состава с расходом 0,3–0,5 кг/м². Выдержка до «отлипа» (30–60 мин при 20°C).
- Наклейка ткани. Нанесение слоя эпоксидного клея на загрунтованную поверхность, укладка ТСР-140, прикатка валиком для удаления воздуха и равномерного распределения клея. Нанесение пропиточного слоя клея поверх ткани.
- Укладка последующих слоёв методом «мокрый-на-мокрый» с интервалом не более 60 мин.
- Отверждение. Выдержка при температуре не ниже 15°C в течение 24–72 ч (в зависимости от типа клея). Защита от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.
- Контроль качества. Визуальный осмотр (отсутствие вздутий, складок, непропитанных участков), простукивание (отсутствие пустот), испытание на отрыв (не менее 1,5 МПа).
6. Сравнительный анализ для строительного применения
| Параметр | ТСР-140 | ТСР-120 | Углеволокно (300 г/м²) | Т-13 |
|---|---|---|---|---|
| Поверхностная плотность, г/м² | 140 | 120 | 300 | 280 |
| Разрывная нагрузка, Н/50 мм | 1100 | 900 | 4500 | 2200 |
| Модуль упругости ламината, ГПа | 20–25 | 18–21 | 120–160 | 22–25 |
| Относительное удлинение, % | 1,8–3,0 | 1,8–3,0 | 1,5–1,8 | 2,0–3,5 |
| Совместимость с бетоном (щелочестойкость) | Требуется защита | Требуется защита | Высокая | Требуется защита |
| Стоимость материала, руб/м² (ориент.) | 120–180 | 100–150 | 1200–2000 | 200–280 |
| Рекомендуемое применение | Усиление, гидроизоляция | Гидроизоляция, антикор | Высоконагруженное усиление | Корпусные конструкции |
Стеклоткань ТСР-140 занимает промежуточное положение между ТСР-120 и Т-13 по прочностным характеристикам, но при этом имеет преимущество в пропитываемости (ровинговая структура) и стоимости. Для строительного усиления, где критичным является модуль упругости, углеволокно имеет подавляющее преимущество (120–160 ГПа против 20–25 ГПа), однако его стоимость в 8–12 раз выше. ТСР-140 оправдана в случаях, когда требуемое увеличение несущей способности не превышает 20–30% и экономическая эффективность является приоритетом.
Заключение
Стеклоткань ТСР-140 является универсальным армирующим материалом для строительной отрасли, сочетающим достаточную прочность (1100 Н/50 мм по основе), малую толщину (0,14 мм), отличную пропитываемость и умеренную стоимость. Основные области применения в строительстве: внешнее армирование железобетонных конструкций по СП 164.1325800.2014, устройство гидроизоляционных покрытий по СНиП 3.04.01-87, антикоррозионная защита по СП 28.13330.2017, армирование штукатурных слоёв и наливных полов по СП 70.13330.2012. При проектировании усиления с использованием ТСР-140 необходимо учитывать относительно низкий модуль упругости стеклопластика (20–25 ГПа) и обеспечивать защиту стекловолокна от щелочной среды бетона путём применения эпоксидных связующих с достаточной толщиной защитного слоя.
Нормативные документы
- ГОСТ 19170-2001 «Стеклоткани конструкционного назначения. Технические условия»
- ГОСТ 6943.0-93 — ГОСТ 6943.9-94 «Стекловолокно. Методы испытаний»
- ГОСТ 32656-2014 «Композиты полимерные. Методы испытаний»
- ГОСТ Р 56211-2014 «Системы внешнего армирования из композитных материалов. Общие технические условия»
- СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования»
- СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» (актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87)
- СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия»
- СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии»
- СП 299.1325800.2017 «Конструкции стеклопластиковые. Правила проектирования»
- СП 72.13330.2016 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии»
- СНиП 2.03.09-85 «Конструкции из асбестоцемента, арболита и полимерных материалов»
