Армирование бетонных монолитных конструкций пластиковыми материалами находит все более широкое применение в строительстве. Это объясняется такими эксплуатационными качествами как высокая прочность, долговечность и отсутствие коррозии. Последнее обстоятельство является особенно важным при возведении гидротехнических сооружений, мостов и фундаментных оснований.

Производители строительных материалов выпускают 5 видов композитной арматуры из пластика:

• стеклокомпозитную или стеклопластиковую – АСК;
• углекомпозитную – АУК;
• базальтокомпозитную – АБК;
• арамидокомпозитную – ААК;
• комбинированную – АКК.

Из названия можно понять, какой материал является базовой основой для изготовления пластиковой арматуры.

Общее описание и технология изготовления

Благодаря низкой стоимости и хорошим эксплуатационным качествам, наибольшее распространение получила арматура из стекловолокна. Ее прочность немного ниже, чем у других композитов, но снижение затрат оправдывает ее применение. Для его изготовления используют:

• штапельное стекловолокно;
• эпоксидные термореактивные смолы в качестве связующего;
• специальные полимерные добавки для повышения прочности и улучшения других характеристик.

Композитная стеклопластиковая арматура для фундамента может иметь гладкую или рифленую поверхность. По технологии изготовления первоначально из стекловолокна формируют жгуты необходимого диаметра и пропитывают их эпоксидной смолой. После, для получения рифленого переменного сечения, поверхность гладкого прута обматывают по спирали шнуром, который так же сплетен из стекловолокон. Затем полученные заготовки полимеризируют в печи при высокой температуре и, после охлаждения, режут на прямые отрезки или сматывают в бухты.

Технические характеристики

Производство периодического профиля и технические характеристики стеклопластиковой арматуры регламентируются ГОСТ 31938-2012. Стандарт определяет:

• виды пластиковой арматуры в зависимости от применяемых материалов;
• номинальные диаметры в пределах от 4 до 32 мм;
• длину прямых стержней от 0,5 до 12 метров;
• возможность поставки материалов в бухтах при диаметре до 8 мм включительно;
• маркировку и условные обозначения;
• способы контроля качества;
• правила хранения и транспортировки.

Характеристика видов композитной арматуры.

Вес материала зависит от величины поперечного сечения и может находиться в пределах от 0,02 до 0,42 кг/м.

Вес пластиковой арматуры.

Данные о предельной прочности и упругости, приведенные в ГОСТ, показывают, что эти параметры превышают характеристики стального проката при одинаковых диаметрах. Это позволяет использовать полимерную арматуру в особо ответственных конструкциях или при необходимости уменьшения сечений армирующих материалов.

Область и способ применения

Пластиковая арматура является современной альтернативой металлическому прокату. Одинаковая форма прутов позволяет ее использование по технологии аналогично стальной. Арматурный каркас из композитной пластиковой арматуры формируется в виде плоской сетки или пространственной конструкции, предназначенной для усиления и повышения прочности железобетонных монолитов.

Полимерные армирующие материалы применяют при строительстве дорог, мостов, гидротехнических сооружений, колонн, стен, перекрытий, фундаментов и других монолитных конструкций.

Основная нагрузка приходится на продольные пруты конструкции. Они имеют большее сечение и расположены на расстоянии не более 300 мм друг от друга. Вертикальные и поперечные элементы могут находиться на расстоянии 0,5-0,8 м. Соединение отдельных прутов в местах пересечений осуществляется при помощи полимерных стяжек или вязальной проволоки. Стыковка отдельных стержней на одной горизонтальной линии осуществляется внахлест.

Преимущества пластиковой арматуры

При сравнении композитных прутов с металлическими (сравнение мы уже проводили в этой статье), явно определяется ряд плюсов и минусов пластиковой арматуры. К ним относят:

• уменьшение веса арматурного каркаса в 5-7 раз;
• более высокую прочность, позволяющую уменьшить диаметр стержней;
• устойчивость к коррозии и химическим веществам в составе бетона;
• простой монтаж и высокая скорость сборки армирующих каркасов;
• упрощенная технология создания конструкций круглой и овальной формы;
• отличные диэлектрические и теплоизоляционные свойства;
• удобство транспортировки.

Кроме этого, следует отметить неограниченную длину прутов у материалов, поставляемых в бухтах, а так же простой раскрой заготовок необходимой длины.

Арматура, изготовленная на основе стеклопластика, на 20-30% уступает по прочности другим композитам, но существенно дешевле. Поэтому такой материал пользуется более высоким спросом в строительстве.

Недостатки

В числе главных минусов композитных армирующих материалов специалисты называют:

• низкую предельную температуру использования, не превышающую 60-70°C;
• слабую механическую устойчивость при поперечных нагрузках;
• невозможность сгиба с малым углом закругления и необходимость использования специальных элементов.

Следует отметить отсутствие нормативной базы на применение полимеров для армирования бетона и, зачастую, недостоверные технические данные от изготовителя материала. Это затрудняет проведение расчетов и вынуждает собирать конструкции с запасом прочности.

Технология армирования фундаментов композитными материалами

Небольшой вес пластиковой арматуры для фундамента упрощает процесс сборки арматурного каркаса любой конструкции. При этом, благодаря повышенной прочности материала, диаметр поперечного сечения берется на один номер меньше, чем для металлических аналогов.

Технологический процесс монтажа бетонных монолитных конструкций с применением полимерных стержней состоит из следующих этапов:

1. установка опалубки и отметка уровня заливки бетонной смеси;
2. сборка и установка армирующего каркаса;
3. заливка бетона в опалубку;
4. снятие опалубочных щитов.

Работы по монтажу армированных монолитных конструкций необходимо выполнять в соответствии с принятыми проектными решениями. Конфигурация палубы должна полностью соответствовать размерам и форме фундамента. В качестве опалубочного материала можно использовать штатные щиты заводского изготовления, доски, влагостойкую фанеру или ДСП. Для несъемной опалубки чаще всего применяют листовой пенополистирол.

После сборки и закрепления опалубочных щитов, на их внутренней стороне, при помощи водяного уровня, делают отметки верхнего предела заливки бетонной смеси. Это сократит время выполнения работы и поможет более равномерно распределить бетон.

Пространственный армирующий каркас для ленточного фундамента

Схема армирования фундамента, укладки и диаметр прутьев всегда указываются в проекте. Применение композитной арматуры, особенно на основе углеволокна, позволяет уменьшить диаметр стержней на один размер. Укладка материала должна точно соответствовать расчетным данным. Сборка каркаса производится на ровной площадке.

Работа начинается с нарезки заготовок. Для этого из бухты отматывают отрезки необходимой длины и устанавливают из на подставки на высоте 35-50 мм над опорной подушкой или грунтом. После этого укладываются поперечные перемычки, согласно чертежу, и в местах пересечений связываются проволокой или стяжками. Таким образом будет собран нижний ряд пространственного арматурного каркаса.

На следующем этапе необходимо собрать решетку, полностью аналогичную первой, уложить ее сверху и после этого нарезать вертикальные стойки проектной длины. Первая стойка привязывается на углу плоских решеток, вторая — на соседнем пересечении, в итоге так постепенно образуется пространственная конструкция. Если горизонтальных рядов больше, то вторая решетка фиксируется на нужной высоте, а потом закрепляется следующая. Вертикальная стойка в этом случае представляет собой один целый отрезок.

При сборке каркаса необходимо помнить, что концы арматурных прутов должны находиться от опалубки на расстоянии 35-50 мм. Это создаст защитный слой бетона и увеличит эксплуатационный срок конструкции. С этой целью очень удобно использовать специальные пластиковые фиксаторы.

Пластиковые фиксаторы.

На дно траншеи необходимо насыпать песчано-щебеночную подушку и хорошо ее утрамбовать. После этого слой песка рекомендуется накрыть геотекстилем или гидроизолирующим материалом. Это предотвратит поступление влаги к бетону и прорастание сорных растений.

Горизонтальное армирование плитных фундаментов

При заливке фундаментных оснований плитного типа применяют технологию горизонтального армирования. Ее главная особенность заключается в отсутствии поворотных и примыкающих участков. Обычно это две сетки, расположенные друг над другом из длинных прямых прутов и вертикальных стоек.

Все работы выполняются по месту. Сначала, по проектному чертежу, вяжется нижняя сетка, а поверх нее укладывается верхняя. После этого устанавливаются вертикальные стойки, как было рассказано для ленточных конструкций. Нижняя сетка должна быть обязательно установлена на подставки.

Заливка бетона на пластиковый арматурный каркас

Технологически заливка бетонной смеси ничем не отличается от работ при использовании стальной арматуры. Однако, учитывая меньшую прочность материала при боковом радиальном воздействии, уплотнение вибратором следует производить осторожно, чтобы не нарушить целостности пластиковых прутов.

Несмотря на то, что арматура из композитных материалов применяется в Европе, США и некоторых других странах для укрепления бетонных монолитных конструкций еще с 70-х годов прошлого века, для нас это все еще новый и малораспространенный материал. Однако в последние годы, благодаря стремлению частных строительных компаний внедрять в производство современные технологии, стеклопластиковое армирование приобретает все большее применение.

Первоначально арматура из стеклопластика из-за ее высокой стоимости использовалась только для монолитных конструкций, подверженных сложным условиям эксплуатации. Но постепенное развитие химической промышленности и индустрии производства строительных материалов привело к снижению цен и повышению уровня доступности стеклопластика.

Расширение производства и сферы применения армирования композитной арматурой повлекло за собой разработку и утверждение ГОСТ 31938-2012, определяющего условия изготовления, внешний вид, размеры и порядок лабораторных испытаний изделий этого типа.

Что такое стеклопластиковая арматура

Конструктивно, в поперечном сечении, — это пучок нитей из стекловолокна, углеволокна, базальта и некоторых других полимеров, покрытых сверху вязкими смолами. Такая структура обеспечивает прочность на разрыв более чем в три раза превышающую аналогичные показатели стали (подробное сравнение композитной и металлической арматуры приведено ).

Классификация

В зависимости от типа применяемого при изготовлении сырья, арматуру ПВХ для фундамента подразделяют на:

• стеклокомпозитную – АСК;
• углекомпозитную – АУК;
• базальтовую – АБК;
• комбинированную – АКК.

Кроме этого, полимерные стержни различаются по диаметру сечения от 4 до 32 мм и внешнему виду поверхности, которой может быть гладким, рифленым или присыпанным.

Поставки осуществляются в виде свернутой бухты или прямых нарезанных прутов длиной до 12 метров.

Технические характеристики

Конструктивное строение композитной арматуры для фундамента делает ее уникальным строительным материалом, который используют для возведения особо ответственных монолитных конструкций из бетона. К главным техническим показателям относят:

• нижний предел прочности при растяжении для АСК 800 МПа, АУК 1400 МПа, АБК 1200 МПа;
• предельная прочность при испытании на сжатие для всех видов — не менее 300 МПа;
• сопротивление поперечному срезу для АСК не менее 150 МПа, АУК 350 МПа, АБК 250 МПа;
• средний удельный вес композитной арматуры — 1900 кг/м 3 ;
• предельная эксплуатационная температура составляет 60˚C.

При сравнении показателей упругости следует отметить, что углепластик более чем в 2 раза превосходит стекловолокно и в 1,5 раза — композитную базальтовую арматуру.

Вес арматуры из пластика.

Стоимость стеклопластикового прута

Цена полимерных армирующих материалов зависят от структуры и составляющих компонентов в составе. Конструкция композитного прута состоит из продольного набора стеклянных волокон, скрепленных между собой эпоксидной смолой. Поверхность может оставаться гладкой, иметь шероховатую присыпку или быть обвитой по спирали специальным стеклоровингом. Последний способ позволяет получить ребреную поверхность, которая обеспечит более надежное сцепление с бетоном.

В отличие от металлического проката, который в большинстве случаев продается на вес, цена стеклопластиковой арматуры всегда определяется за погонный метр. Это часто приводит к заблуждению о том, что тонна композитных материалов стоит намного дороже стали.

Необходимо понимать, что при диаметре 12 мм в одной тонне металла будет 1100 м прута, а пластика — 12500 метров. Кроме этого, высокая прочность стеклопластиковой арматуры позволяет применять меньшие диаметры при одинаковых условиях монтажа. Эти условия показывают, что стоимость полимеров будет не выше, а ниже, чем у металлопроката. Изучение прайс-листов компаний изготовителей показало, что цена наиболее популярных диаметров 4-8 мм находится в диапазоне 8,50-27,20 руб/м .

Плюсы и минусы применения стеклопластика

Главными преимуществами композитной арматуры специалисты считают:

• устойчивость к воздействию коррозии и многих агрессивных химических веществ;
• высокую прочность, превышающую подобные показатели для металла;
• долговечность, увеличивающую срок эксплуатации конструкции в 2-3 раза;
• небольшой удельный вес, облегчающий погрузку и перевозку;
• простой расчет стеклопластиковой арматуры для фундамента;
• возможность использования при отрицательных температурах до -60˚C;
• экологическую чистоту применяемых компонентов;
• доступность и экономичность при применении;
• отсутствие ограничения длины прута при монтаже благодаря поставкам в бухтах;
• диэлектрические и антимагнитные свойства.

Серьезным минусом композитной арматуры является пониженная прочность при испытании на излом. Там, где металлические пруты просто согнутся, стеклопластик может переломиться, ослабив при этом надежность конструкции. Поэтому такие полимеры не применяют при монтаже и производстве несущих элементов и перекрытий, что ограничивает их использование и является недостатком.

Предельная температура нагрева не позволяет применять пластиковое армирование при потенциальной возможности длительного воздействия открытого пламени. В случае пожара такие бетонные монолиты будут определяться как поврежденные и их необходимо заменять.

Сравнивая плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, можно сделать уверенный вывод, что данные материал можно и нужно применять для создания надежных и долговечных монолитных конструкций.

Сфера применения

Стеклопластик является прекрасным материалом для монтажа фундаментных оснований любого типа. Композитную арматуру используют не только в промышленном, но и частном строительстве. Особенно в случае наличия возможности высокого подъема грунтовых вод и на заболоченных почвах. Этот материал незаменим при выполнении работ по укреплению берегов, при строительстве гидротехнических сооружений и на объектах с возможным воздействием агрессивных веществ.

Хорошие результаты получают, если использовать пластиковую арматуру для укрепления дорожных покрытий на участках с повышенной влажностью и в условиях вечной мерзлоты. Пруток диаметром 4 мм применяют для армирования каменной кладки из пенобетонных и газобетонных блоков, а так же полов на промышленных и торговых объектах.

Так же плюсом композитной арматуры специалисты признают возможность эффективного совместного использования традиционных стальных прутов и композитных пластиковых материалов. С помощью стали укрепляют углы и места примыкания стен, а все пролеты армируются пластиком. Это позволяет ускорить сборку каркаса без ущерба качеству конструкции и расширить области применения материалов.

Технология армирования фундаментов

Благодаря уменьшенному весу пластиковой арматуры и возможности использования прутов любой длины, сборка армирующего каркаса выполняется намного проще, чем из металлических стержней. Повышенная прочность полимерной арматуры для фундамента материалов позволяет использовать меньшее сечение.

Так, например, стальная арматура диаметром 12 мм, часто применяемая для монтажа фундаментов в частном строительстве, заменяется пластиком 8 мм, а пруты 10 мм — полимером 7 мм.
Расчетная таблица, которая поможет вам точно определить, какой диаметр можно использовать в каждом отдельно взятом случае.

Технологический процесс производства монтажных работ с использованием пластиковой арматуры для фундамента выполняется в несколько этапов, что показано на видео в конце статьи:

1. установка опалубки;
2. разметка уровня заливки бетона;
3. сборка армирующего каркаса;
4. снятие опалубки.

Монтаж опалубочной конструкции при армировании ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой должен выполняться в соответствии с проектом для обеспечения точной конфигурации и размеров элементов фундамента. При из деревянных досок, ДСП или фанеры, рекомендуется обернуть щиты пергамином. Это позволит сохранить материал и использовать его повторно.

После этого на внутренней стороне ограждающих элементов с помощью водяного уровня необходимо нанести отметки верхнего уровня будущего монолита. Они позволят cориентироваться при заливке бетона и обеспечат его равномерное распределение.

Сборка армирующего каркаса

Схема укладки арматуры и размеры между отдельными прутами всегда указываются в проекте. В случае применения стеклопластиковой арматуры в фундаменте, вы можете изменять диаметр стержней на меньший, но раскладку следует выполнять только по чертежу.

Схема армирования монолитной плиты.

Первоначально необходимо отмотать из бухты пруты необходимой длины и установить их на подставки параллельно друг другу. Через заданные интервалы положить на продольные струны поперечные перемычки. Связать арматуру в местах пересечения вязальной проволокой или стянуть затяжными пластиковыми хомутами (подробнее про вязку — ). В результате будет готов нижний ряд каркаса для армирования фундамента стеклопластиковой арматурой.

Заготовьте вертикальные стойки необходимой длины. Верхний ряд каркаса вяжется аналогично нижнему. После сборки, оба ряда кладутся друг на друга и, начиная с края, связываются их вертикальные стойки, постепенно поднимая верхний ряд арматуры.

После сборки конструкции ее нужно перенести и установить внутрь опалубочного ограждения, как показано на фото.

Перед установкой армирующего каркаса, на дно траншеи засыпается песок и проливается водой или трамбуется. Утрамбованную песчаную поверхность рекомендуется накрыть гидроизолирующим материалом или геотекстильным полотном. Это предотвратит поступление влаги к фундаменту и увеличит его надежность и эксплуатационный срок.

В процессе выполнения работ по монтажу фундамента из стеклопластиковой арматуры, необходимо помнить, что края прутов не должны доходить до опалубки и дна траншеи на 5 см. Для обеспечения этого условия можно использовать специальные пластиковые фиксаторы типа «стойка» и «звездочка» или плотные влагостойкие каменные материалы.

Армирование пояса.

Заливка бетонной смеси

Укладка бетона внутрь опалубки производится точно так же, как и при использовании металлической арматуры. Однако следует соблюдать повышенную осторожность, поскольку прочность стеклопластиковой арматуры при сильных боковых воздействиях может оказаться недостаточной. Уплотнение бетона вибратором или трамбовкой необходимо выполнять таким образом, чтобы не повредить установленный каркас.

Горизонтальное армирование

Такой способ применения композитной арматуры в строительстве применяют для монтажа плитных фундаментов. Их основное отличие от оснований ленточного типа заключается в отсутствии углов и примыкающих участков. По сути вся конструкции выполняется в виде двух больших сеток, расположенных одна над другой. Все работы по сборке выполняются на месте установки, поскольку перенести собранный элемент такого большого размера достаточно проблематично.

Поэтому первоначально укладывается необходимое количество продольных прутов. На них ложатся поперечные и с помощью проволоки или хомутов вяжется сетка. Прямо на ней вяжется вторая. После этого нижнюю сетку необходимо поднять на подставки над дном котлована. Далее верхнюю сетку можно выставить на вертикальные стойки, установленные в местах пересечения арматуры.

В заключение

Стеклопластиковая сетка для армирования на строительных площадках в нашей стране пока еще считается новым материалом. Многие строители до сих пор считают, что применение стали, свойства которой давно изучены, обеспечит более надежную монолитную конструкцию.

Однако многочисленные испытания и исследования показали, что композитные материалы превосходят традиционный металл по прочности, долговечности и другим характеристикам. Пластик более удобен в работе и позволяет сократить время монтажа. Также он не подвержен коррозии, воздействию блуждающих токов и низких температур.

Видео по теме

Индустрия строительства постоянно развивается. На рынке появляются новые материалы, отвечающие высоким требованиям. Жилые и промышленные здания строят в короткие сроки. При их строительстве применяются различные современные материалы и инновационные технологии. Недавно на суд застройщиков была представлена стеклопластиковая арматура, которая начала конкурировать с проверенными временем стальными прутами.

Плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры

Стеклопластик обладает преимуществами перед сталью, которые стоит подробно рассмотреть.

Плюсы

1. Меньший удельный вес. Масса строения уменьшается в разы, а это немаловажно в определенных условиях строительства.
2. Стойкость к коррозии - не ржавеет и не гниет.
3. Показатели прочности на разрыв и сжатие у нее намного лучше, что важно для строительства многоэтажных сооружений.
4. Устойчивая к агрессивной, химической среде.
5. Диапазон применения при различных температурах - от -60 до +100 градусов.
6. Применима в любых географических широтах.
7. Простота и удобство транспортировки. Арматура из стеклопластика продается в небольших бухтах, они компактны, так что при необходимости могут перевозиться на легковых автомобилях.
8. Быстрый и практичный монтаж. Резать материал можно болгаркой, а соединять элементы между собой пластиковыми хомутами. Но стоит отметить, что при работе с этим материалом нужно применять средства защиты, как дыхательных путей, так и рук.
9. Абсолютная радио прозрачность этого вида армирования.
10. Выгодная с экономической точки зрения - невысокая стоимость подобного материала. При этом в местах, где необходимо применить металлические пруты сечением 12 мм, можно использовать арматуру из стеклопластика 8 мм в диаметре.
11. Не проводит электрический ток, что делает ее предпочтительней при строительстве зданий и сооружений в энергетике.

Минусы

Несмотря на положительные стороны, без минусов не обошлось.

1. Малая упругость на изгиб. Если проектируются несущие конструкции, то это обязательно следует учесть.
   Обустроить сварные швы на этой арматуре не получится, но это зачастую нецелесообразно, если не предусмотрено проектом.
2. Малая прочность при высоких температурах. Как только материал нагревается до 600 градусов, все его прочностные характеристики полностью исчезают, так как высокая температура изменяет структуру материала.
3. Хотя минусов не так много, но при строительстве их нужно обязательно учитывать.

Плюсы и минусы стальной арматуры

У продукции из стали также есть свои достоинства и недостатки.

Плюсы

1. Проверенная временем. Уже давно разработаны стандарты выпуска материала. Есть нормативные документы, в которых указана стальная арматура.
2. Разнообразное количество сечений прутков. Выпускается в диапазоне от 3 до 80 мм.
3. Большой и предсказуемый срок эксплуатации. Такая арматура служит более 50 лет, при условии не соприкосновения с водой и химической средой.
4. Имеет хорошие показания на изгиб. У этого материала упругость в 4 раза лучше стеклопластиковой арматуры. Показатели прочности на изгиб у нее намного больше.
5. Доступность. Продается на многих строительных рынках.
6. Несколько способов монтажа. Можно связать проволокой, скрепить хомутами или применить сварку.
7. Экологичность. Негативное воздействие на человеческий организм равно нолю.
8. Простота изготовления анкеров. Если прут нагреть простой горелкой, то его просто загнуть в угол 90 градусов. С учетом этого, легко изготавливать анкерные элементы прямо на строительной площадке.
9. Отличная адгезия с бетонным раствором. У раствора и арматуры коэффициент линейного расширения практически одинаковый, что позволяет получить долговечный тандем.
10. Морозоустойчивость. Если арматура устанавливается в местах с большими отрицательными температурами, то ее структура остается неизменной.

Минусы

1. Ограничение по длине прутков. Максимальная длина элементов стальной арматуры 11,7 метра, редко встречаются прутья 12 метровой длины.
2. Большая удельная масса. Для доставки этого материала на площадку, потребуется специальная грузовая техника.
3. Склонность к коррозии. Когда на сталь воздействует агрессивная среда или вода, то скорость коррозии составляет от 0,1 до 1,5 мм в год.
4. Специальные требования к хранению. Нельзя долго хранить в условиях открытой площадки и на земле, ржавчиной материал покрывается за несколько месяцев.

Как видим недостатки, не сопоставимы по количеству с положительными сторонами.

Сравнение стеклопластиковой и стальной арматуры

1. Стеклопластиковая обладает большей прочностью на разрыв, но стальные прутья имеют упругость в 4 раза выше.
2. Прочность и коэффициент линейного расширения у арматуры из металла больше и схож с бетоном, чего нельзя сказать о СПА.
3. Стеклопластик не проводит ток, а металл - электропроводный.
4. Диапазон сечений у стальных конструкций намного больше, поэтому их применение на сложных строительных объектах не заменит стеклопластиковая арматура.
5. Стеклопластик продается в бухтах - 50, 100 и 150 м.
6. Стоимость арматуры из композита намного меньше, чем металлической.

Если рассматривать прочность этих материалов, то стоит учесть, что стеклопластиковая арматура имеет меньшую прочность на изгиб. При строительстве тяжелого здания прутки берут большего сечения, чем у стального материала. По факту разница в цене, в масштабах стройки, остается под вопросом.

В заключение

Из сравнительного анализа понятно, что стеклопластиковая арматура хорошо подойдет для частного строительства домов из легких материалов. Для сооружения сложных и тяжелых конструкций следует применять стальную. Однозначный ответ на вопрос: что лучше - стальная или стеклопластиковая арматура, дать сложно.

Ни один фундамент и ни одна конструкция, будь-то стена или перекрытие дома, свая или пролёт моста, не обходится без арматуры, заложенной в бетон. В настоящее время в продаже появляются новые, а зачастую экзотические материалы, с якобы уникальными свойствами, и арматура для бетонного фундамента не оказалась исключением из этого списка.

Все мы привыкли к стандартной металлической арматуре, которая производится разного диаметра и используется уже на протяжении второго столетия. Но в последнее время появилась стеклопластиковая арматура отзывы о которой вроде бы положительные, но опыт её использования всего несколько лет этого не подтверждает.
Что же представляет собой стеклопластиковая арматура? Это прочные прутки с ребристой поверхностью диаметром от 4 до 20 миллиметров, изготовленные из стеклопластиковых, базальтовых композитных материалов и предназначенные для применения в бетонных конструкциях вместо стальной арматуры.

Отзывы о стеклопластиковой арматуре такие:

― повышенная прочность на разрыв (к примеру, арматура диаметром 8 мм – аналог 12-миллиметровой металлической);
― легкость (легче металлической в 5 раз);
― неподверженность коррозии;
― устойчивость к агрессивным средам;
― непроводимость электрического тока (диэлектрик);
― дешевизна;
- не экранирует и не создает экрана радиоволнам.

Казалось бы всё очень красиво, но отзывы больше похожи на ключевые тезисы из рекламных буклетов продавцов этой самой арматуры, чем на технические отзывы, которые нас интересуют в первую очередь.
Покопавшись в интернете и произведя некоторые расчёты мы имеем немного другую картину по данному продукту, но зато технически проверенную и правильную.

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 со стальной арматурой Д12 мм.
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 стеклопластиковая или базальтовая арматура диаметром 10 мм.

Итак попробуем выяснить работу балки с такой арматурой Д10 мм.
Арматура стеклопластиковая или 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 раза до 21 мм.

Величину предельной растяжимости бетона найти сложно, так как это зависит от огромного количества условий, но по некоторым данным обычный бетон не более - 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 и полопается в месте растяжения арматуры раньше чем арматура порвется.
Из чего делаем вывод что равноценная замена стальной арматуры Д12 мм, класса А500С - это стеклопластиковая или базальтовая арматура диаметром более 20 мм.

Нам строители и застройщики задают один и тот же вопрос: Соответствует ли базальтовая арматура диаметром 10 мм стальной диаметром 12 мм? Собираюсь закупать арматуру для монолитной плиты фундамента, сказали, что достаточно взять 8 мм, т.к она соответствует стальной в 10 мм.
Правда ли это?

Да, соответствует, но только по прочности на разрыв, но прежде чем порваться, любая арматура растягивается (удлиняется), при этом деформируется, а потом и растрескивается проармированное изделие. А удлиняются разные материалы по разному, в зависимости от модуля упругости (во сколько раз меньше модуль упругости, во столько раз сильнее растягивается материал в одинаковых условиях). Так вот, стеклопластиковая арматура (СПА) растянется примерно в четыре раза сильнее, чем стальная, при одинаковом сечении (диаметре) и одинаковой нагрузке (какая бы она ни была в конкретной конструкции). Значит для получения одинаковых деформаций под одинаковыми нагрузками (сохранения свойств проармированного изделия) СПА надо заложить примерно в четыре раза больше стальной (по сечению). Можно вместо 10мм стальной заложить 20мм СПА. Или просто вместо одного прута стальной, заложить четыре прута СПА, такого же диаметра. Или шесть прутов 8мм СПА, вместо одного стального 10мм...
Только надо еще учитывать, что некоторые производители указывают диаметр СПА с навивкой, а реальный рабочий диаметр меньше. Значит при замене надо будет исходить из реального диаметра и закладывать СПА еще больше.

Плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры:

Основной плюс - это только лёгкость её транспортировки, неподверженность коррозии, устойчивость к агрессивным средам и непроводимость электрического тока (диэлектрик). Вот, к сожалению, наверно и всё
Основной минус - это то, что, мы так и не нашли куда и как можно использовать все эти плюсы, включая арматуру, так как нет нормативных документов на её использование, её нет в ГОСТе на производство, в СНиПе на использование, нет нормативных документов, не стандартизированы методики расчета минимального процента армирования, не нормированы требования и никак не контролируется характеристики сцепления композитной арматуры с бетоном.
И, в заключении, у стеклопластиковой арматуры низкий модуль упругости, низкая огнестойкость изделий армированных композитной арматурой, не возможность изготовления гнутых арматурных изделий под углом из арматуры в состоянии поставки так и на месте строительства (возможны только большие радиусы), не возможность использования в качестве сжатой арматуры и тд и тп.

Ну и естественно цена, стеклопластиковой арматуры в сравнении со стальной получается сильно дороже:
1 м А500С диаметром 12 мм - 30 руб.,
1 м стеклопластиковой диаметром 12 мм - 50 руб., а при том что необходимо использовать диаметром более 20 мм, то цена такой арматуры будет в 5-7 раз дороже стальной, что экономически не целесообразно и не выгодно.

Ну и, на последок, предлагаем бесплатно скачать доклад с третьего международного симпозиума прошедшего 9-11.11.2011 года, Перспективы применения композитной арматуры .
Prospects of FRP Bars application О.Н. Лешкевич, канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе РУП «Институт БелНИИС»

Любое копирование и использование материала без прямой ссылки на сайт запрещается!

Стеклопластиковая арматура: недостатки и особенности

Длительность видео 24:45

На видео показано и рассказано, что из себя представляет композитная и металическая арматура её физикотехнические данные и НЕвозможность её использования в конструкционных бетонах фундаментов.

Стеклопластиковая арматура представляет собой строительный материал, созданный на основе связанных сложным составом волокон. Производится она на основе базальто-, стекло- и углеволокна, причем они могут комбинироваться. Однако наиболее популярными считаются базальто-пластиковая арматура и стекловолокно.

Из чего изготавливается?

В ее составе можно выделить две части. Первая - это ствол, благодаря которому достигается высокая прочность материала. Волокна связываются между собой полиэфирными смолами композита. Внешний слой служит для надежного сцепления с бетоном: это волокнистое тело, которое накручено вокруг ствола по спирали. Именно благодаря такому составу пластиковая арматура отзывы получила положительные как надежный материал для строительства. Существуют различные вариации моделей арматуры, причем некоторые из них довольно необычны. Для производства этой строительной арматуры используется стеклопластик. Его особенность в том, что в мире практически нет аналогов, а положительные качества существенно расширяют сферу применения. Кроме того, данный материал является современным и эффективным, а потому как нельзя лучше отвечает требованиям строительного процесса.

В основе любой стеклопластиковой арматуры лежат две составляющие. Первая - это непосредственно армирующий материал, вторая - связующий (смесь, в основе которой лежит Соотношение этих компонентов - 75 к 25. В композитной арматуре все механические нагрузки приходятся на армирующий компонент, в то время как связывающие материалы - это своеобразная матрица, которая равномерно распределяет нагрузку на всю длину стержня и защищает его от внешних воздействий.

Наиболее распространенным рецептом может считаться следующий: в качестве армирующего звена выступают стеклоровинг или базальтоволокно, для связи используется эпоксидная смола, кроме того, в состав материала будет входить отвердитель и ускоритель. Однако универсального состава не существует, поскольку каждый производитель выстраивает собственный технологический процесс.

В чем секрет популярности?

Нужно сказать, что по сравнению с металлическими материалами пластиковые изделия сегодня востребованы гораздо больше. Причем пластиковая арматура применение находит в любом строительном процессе. Достигается это за счет нескольких качеств:

1. Стойкости к воздействию коррозии, агрессивной среды, в том числе и щелочной среде бетона. В отличие от металла, пластик не ржавеет и не разрушается. Эти качества способствуют тому, что пластиковые конструкции широко применяются при оборудовании причалов, оградительных сооружений на водных объектах.
2. Надежности и прочности, которая у пластиковых изделий больше, чем у стальных. Именно надежность позволяет использовать их при возведении строительных конструкций разного назначения и объема.
3. Высокой прочности на разрыв.
4. Легкости арматуры: например, по сравнению со стальной разновидностью пластиковая в пять раз меньше по весу и в 11 раз меньше по диаметру. Такие показатели говорят о том, что можно сэкономить на строительных работах, а также на транспортировке материала до объекта.
5. Низкой теплопроводности, благодаря которой в помещения не проникает холод. Не случайно все чаще применяется пластиковая арматура для фундамента: при его возведении есть возможность добиться высокой энергоэффективности за счет экономичных материалов.
6. Стойкости к воздействию радиоволн.
7. Возможности применения в различных температурных режимах: от -70 до +100 градусов.
8. Стоимости: купить погонный метр пластиковой арматуры выйдет намного дешевле по сравнению, например, с отрезком в один метр металлического прута.

Особенности композитного стеклопластика

Композитная стеклопластиковая арматура появилась на отечественном рынке не так давно и на сегодняшний день считается новой технологией. Такая пластиковая арматура отзывы получила также хорошие, поскольку имеет ряд преимуществ по сравнению с металлическими аналогами. Во-первых, такие конструкции имеют небольшой вес, поэтому на фундамент не будет слишком большой нагрузки, а значит, здание прослужит гораздо дольше. Во-вторых, благодаря высокой прочности на разрыв такую арматуру можно использовать для возведения сложных по конструктивным особенностям объектов. В-третьих, композитный материал стоек к агрессивной среде и не проводит электрический ток.

С другой стороны, композитная пластиковая арматура имеет более слабый модуль упругости по сравнению со стальными изделиями. Особенно сильно упругость теряется при нагревании до 600 градусов композита. Но с другой стороны, именно эта характеристика говорит в пользу того, что пластиковая арматура применение нашла и для монтажа фундамента, где очень важна прочность на разрыв.

Где нужны композиты?

1. В плитах перекрытия: как правило, арматуру укладывают в верхнюю или нижнюю зону бетона, при этом класс бетона должен составлять В25.
2. При армировании конструкций из бетона и железобетона.
3. При возведении фундаментов, имеющих нулевую отметку залегания.
4. В армированных конструкциях, которые подвержены влиянию агрессивной среды.
5. При ремонтных работах, связанных с повреждением бетона из-за воздействия агрессивных сред.
6. Для армирования кирпичной кладки, особенно если она выполняется зимой.

Где применяется стеклопластиковая арматура?

Сфера применения этого строительного материала обширна:

1. Для Ввиду прочности на растягивание стеклопластик целесообразно применять именно для возведения основания для объектов. Во-первых, монтаж будет простым. Во-вторых, основание получится прочным. Пластиковая арматура для фундамента отзывы получает положительные благодаря тому, что позволяет создавать монолитное основание. Ее помещают непосредственно в бетонный раствор во время процесса заливки, благодаря чему сцепление материалов становится более крепким. Чтобы не образовывались поры и полости в месте соединения, специалисты применяют специальное вибрационное оборудование.
2. При оборудовании линии электропередач высокого напряжения. Поскольку материал не проводит ток, энергия будет теряться минимально, при этом эксплуатация его будет безопасной.
3. Пластиковая арматура отзывы строителей получает положительные ввиду ее универсальности. Так, ее можно применять для усиления прочности дорожного полотна, опор, мостов.
4. Композитные материалы лежат в основе производства шпал. Из-за интенсивной вибрации, под действием которой распадается бетон, был необходим новый материал, и стеклопластиковая арматура стала правильным и эффективным решением.
5. Металл не отличается стойкостью к агрессивным средам, повышенной влажности, растворителям и кислотам, соответственно, срок его эксплуатации не очень большой. Стеклопластик, использующийся при возведении доков, причалов, различных заграждений на береговой линии, показывает лучшие эксплуатационные характеристики.
6. Применяется арматура из пластика и в оборудовании шахт при закреплении специальной сетки, которая защищает стены и своды шахты от обрушения и закрепляет их.
7. Не обойтись без этого материала и при закреплении утеплительного или облицовочного материала на готовой стене.

Разновидности стеклопластиковой арматуры

Пластиковая арматура в строительстве сегодня используется все чаще, что связано с ее уникальными характеристиками. Кроме того, под композитной арматурой сегодня понимается целый ряд неметаллических конструкций, которые существенно расширяют сферу их применения. Так, современные производители предлагают стеклопластиковую и базальтопластиковую арматуру. При этом полимерными смолами, которые связывают волокна, могут выступать самые разные вещества, каждое из которых имеет свои особенности.

Любой строительный материал используется на основе определенных правил и требований. Касается это и композитной арматуры. Пластиковая арматура, характеристики которой столь разнообразны, применяется в строительство на основе СНиП, утвержденных еще в 2003 году. Кстати, каждая разновидность материала контролируется заводом-производителем, а потому арматура обязательно должна соответствовать параметрам, которые заявлены изначально.

Арматура для фундамента: как выбрать?

Сегодня в частном домостроении все чаще используется пластиковая арматура для фундамента. Специалисты советуют при ее выборе обращаться к официальным дилерам и надежным производителям, поскольку от качества материала будут зависеть прочность и долговечность здания в целом. Большую роль играют качество изделия, а также плотность навивки стеклоровинга по всей длине прута. Витки также должны быть залиты качественно. Материалы хорошего качества - это самый оптимальный выбор при оборудовании любого фундамента - плитного, ленточного или столбчатого. Выбирать тип следует в зависимости от того, какова несущая способность грунта, а также нагрузка на здание в целом.

Армирование фундамента необходимо для того, чтобы сделать нагрузки на основание здания более равномерными во время эксплуатации. Бетон отличается прочностью на сжатие, но его структурная целостность может быть нарушена под воздействием нагрузок. Именно при помощи арматуры и достигается большее сцепление с бетоном, соответственно, фундамент становится крепче и надежнее. Главными требованиями при выборе арматуры должны стать следующие:

• обеспечение жесткого сцепления с бетоном;
• долговечность;
• гибкость;
• устойчивость к ржавчине и коррозии.

Арматура может быть рабочей, то есть снижающей напряжение и внешние нагрузки, а также распределительной, когда нагрузка равномерно распределяется на каждый стержень - это способствует сохранению правильного расположения рабочих стержней. При помощи хомутов стержни связываются в каркас, защищая бетон от растрескивания. Поперечные прутья уберегают от возникновения наклонных трещин в фундаменте, а продольные - от вертикальных.

Плитный фундамент

При возведении этого типа основания нужна арматура с ребристой поверхностью при диаметре не меньше 10 мм. Именно диаметр влияет на то, насколько прочной будет арматура. Пластиковая арматура для фундамента, отзывы о которой столь хороши, должна выбираться в зависимости от типа грунта. Допустим, на непучинистом и плотном, то есть с хорошей несущей способностью и стойкостью к деформациям, толщина и диаметр могут быть небольшими. Если дом будет массивным, но на слабом грунте, арматура должна быть толще - примерно 14-16 мм. При таком варианте армирование плиты будет верхним и нижним, а общее количество прутков - больше 100. Вязкаможет выполняться несколькими способами. Например, сначала могут соединяться прутки арматуры в нижнем поясе продольно и поперечно, затем к ним крепятся вертикальные прутки, потом снова поперечно и продольно. При вязке стеклопластиковой арматуры имеет смысл использовать хомутики и стяжки из пластика. Это так называемая вязка арматуры пластиковыми хомутами.

Ленточный фундамент

Как правило, ленточное основание имеет высоту большую, чем ширину. Соответственно, лента за счет небольшого размера отличается склонностью к изгибу, а потому при возведении такого фундамента можно использовать арматуру с меньшим диаметром. Особенность этого основания в том, что понадобятся два пояса армирования независимо от того, какой будет его высота. Процесс укладки арматуры будет таким: в верхнюю и нижнюю часть фундамента на расстоянии до 5 см от поверхности бетона продольно укладываются прутки - именно на них придется вся нагрузка в случае деформации. Армирование в несколько прутков можно использовать для слабого или подвижного грунта, а также при возведении слишком габаритных домов. Идеальная для возведения ленточного фундамента стеклопластиковая арматура - марки ф6 и ф7 (для домов в один этаж), марок ф8 и ф10 - для жилых объектов с мансардой или в два этажа.

Столбчатый фундамент

Хороша пластиковая арматура (отзывы это подтверждают) и при возведении данной конструкции. При армировании столбиков пригодится металлическая арматура с диаметром 10 мм или стеклопластиковая ф6. В качестве вертикальных прутков лучше выбирать арматуру с ребристой поверхностью, а горизонтальные нужны только для связывания прутьев в единый каркас. Арматурный каркас представляет собой 2-4 прутка длиной с высоту столба. Например, при армировании столба высотой в 2 метра и диаметром 20 см понадобятся четыре прутка ф6. Их нужно расположить в 10 см друг от друга, а также перевязать их гладкой арматурой диаметром ф4 или ф5. Для любого типа фундамента потребуется еще и арматура для пластиковых труб.

Особенности вязки арматуры

Фундамент - важная составляющая любого здания, его качество и надежность - залог того, что оно простоит долго и прослужит надежно. К армированию основания нужно подходить с умом. Рассмотрим, как выполняется вязка пластиковой арматуры для ленточного фундамента, поскольку именно он применяется чаще всего в частном домостроении. Вязка нужна для того, чтобы сделать конструкцию арматурного каркаса единой и более прочной. Связываются прутья в тех местах, где они пересекаются. Кусок проволоки сгибается посередине, затем он надевается на специальный крючок, который прикладывается к арматуре и затягивается. Более простой способ вязки предполагает использование пластиковых стяжек.

При создании армирующей системы важна пластиковая запорная арматура. Ее главная функция - способствовать более прочному и надежному креплению друг к другу пластиковых прутьев. Наиболее популярными деталями в этом плане считаются фиксаторы, являющиеся специальными и способствующие созданию защитного слоя с определенной толщиной в бетоне. Фиксатор для арматуры пластиковый создается методом литья из полиэтилена под высоким давлением. Нужны они для того, чтобы надежно закрепить в пространстве арматурные стержни, каркасы, что позволит обеспечить защитный слой в бетонной или железобетонной конструкции. Фиксаторы могут предназначаться для горизонтальных и вертикальных поверхностей, а также для создания опалубки.

Как производится арматура из пластика?

Решив строить свой дом, обратите внимание на множество мелочей и начните с возведения фундамента. Многих интересует вопрос о том, где купить пластиковую арматуру. Специалисты советуют обращаться к проверенным компаниям, поскольку именно от основания дома, его качества и надежности зависит долговечность службы самого сооружения. Оборудование для производства арматуры довольно дорогостоящее, от его качества зависит и качество материалов.

Пластиковая арматура, производство которой ведется на высокотехнологичном оборудовании, может выпускаться разного диаметра - 4-24 мм. В зависимости от типа линии будет производиться разное количество прутков, а также разного сечения. Как правило, комплектация поставки включает в себя целый ряд устройств - от устройства подогрева нитей и ванны пропитки до протяжного устройства и шкафа управления. Таким образом, оборудование для пластиковой арматуры следует выбирать правильно, чтобы сделать технологический процесс эффективным.

Пластиковая арматура: отзывы покупателей

В своих отзывах строители - опытные и не очень - сходятся в одном: для монтажа фундамента пластиковая арматура подходит просто идеально. Например, некоторые использовали сочетание стальных и пластиковых прутьев: фундаментные плиты и стены подвала создавались на основе пластика, а перекрытия, куда нужны более крепкие материалы, строились на основе стали. Отмечают многие и удобство вязки по сравнению с металлической арматурой, которая поставляется одним прутом. По степени прочности на разрыв и стойкости к гниению лучше пластиковой арматуры также нет.

Но, с другой стороны, не обходится и без негативных отзывов. Правда, судя по ним, эти недостатки все же с лихвой перекрываются достоинствами. Например, есть мнение, что после работы со стеклопластиком чешутся руки. Кроме того, согнуть его для изготовления, например, углов в виде букв Г или П практически невозможно. При этом сами производители акцентируют внимание на том, что стеклопластиковая арматура должна применяться исключительно для монтажа фундамента.

Сталь или пластик: что выбрать

Для новичка в строительстве всегда важным вопросом является выбор материалов. Например, при оформлении фундамента важно выполнить грамотную вязку арматуры. Конечно, в случае возведения бани можно воспользоваться простыми металлическими прутьями, но что выбрать для добротного дома? Сегодня предлагается выбор между стальными и пластиковыми конструкциями, каждая из которых имеет свои отличительные особенности и недостатки. Если говорить о достоинствах, то их можно свести к следующим пунктам:

Как видно, достоинств у пластиковой разновидности все же больше. К минусам стали относятся: возникновение коррозии и большой вес конструкции, в то время как пластиковая арматура лишь трудна в плане выполнения изгиба. Таким образом, по своим техническим характеристикам стеклопластиковая арматура ни в чем не уступает стальной, при этом стоит она дешевле. С другой стороны, очень важно помнить и об особенностях строительства конкретного дома. Например, если нужно выполнить соединение облицовочного материала и стены, то можно воспользоваться арматурой на основе пластика. А вот при оборудовании бетонных полов с армированием лучше использовать металлические конструкции, поскольку ввиду большого веса они не всплывут при заливке бетона. Таким образом, при выборе конструкций для армирования стоит учитывать сразу несколько факторов, а это значит, что лучше воспользоваться профессиональной помощью специалистов.