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.

При построении любого здания необходим фундамент. Чтобы он был прочнее, в бетон вставляют арматуру. Раньше она изготавливалась исключительно из металла. Современные технологии позволяют производить арматуру из композита. Она имеет свои плюсы и минусы, а потому перед тем, как использовать её при строительстве бани, следует тщательно изучить особенности.

Особенности материала

Арматура, которая изготавливается из различных композитов, нашла применение как в частном, так и в капитальном строительстве

Арматура из композита бывает двух видов в зависимости от материала изготовления. Её производят из стекловолокна или базальтоволокна. Последняя стоит намного дороже, хотя по своим свойствам незначительно превышает качество стекловолоконных прутьев.

Особенность композитной арматуры в том, что она состоит из двух слоёв - внутреннего и внешнего. Внутренняя часть - это сердцевина из волокон, расположенных параллельно. Эти волокна объединены между собой композитом из эпоксидной или полиэфирной смол. Именно от сердцевины зависят характеристики арматуры.

На сердцевину в виде спирали навиты волокна, которые также объединены между собой при помощи композита. Данная часть ответственна за сцепление с бетонным раствором.

Поскольку композитный материал не обладает достаточной прочностью на изгиб, он не подходит для вязания при укладке стальных прутьев. Для этого лучше использовать пластиковые хомуты.

Плюсы и минусы

Крепление углепластиковых прутиков осуществляется специальными хомутами, для скрепления нет необходимости использовать сварку

К достоинствам композитной арматуры относятся:

• небольшой вес;
• стоимость ниже, чем у металлической;
• прочность;
• устойчивость к воздействиям агрессивных сред;
• отличные теплоизолирующие свойства, что является основным преимуществом при строительстве бани;
• не является проводником, а потому не создаёт помех для радиоволн;
• срок службы может составлять 80 лет;
• арматура продаётся в бухтах, а потому длина прута неограничена.

И всё же есть у композитной арматуры и недостатки:

• она не может эксплуатироваться при температуре выше 200°С;
• не слишком упруга. Впрочем, последний недостаток важен лишь при строительстве высотных домов. В фундаменте бани упругость никакой роли не играет.

Если вы не собираетесь нагревать фундамент бани до слишком высоких температур, то лучшим выбором является использование именно композитной арматуры. Прочный и лёгкий материал, который можно нарезать кусками любой длины, обладает отличными армирующими свойствами.

Появление новых технологий на рынке обычно сопровождается широкой рекламой положительных и уникальных качеств конкретной продукции. Пластиковая арматура из стекловолокна появилась не так давно, однако за это время пользователи выявили немало и отрицательных свойств материала, а в некоторых случаях и развеяли мифы о заявленных преимуществах .

При выборе между стеклотканью и металлом следует учитывать реальные эксплуатационные качества материала, о которых и пойдет речь.

Низкий модуль упругости

Мнение экспертов свидетельствуют о том, что пластиковая арматура проигрывает металлу в показателях стойкости к растяжению . Это обусловлено низким порогом упругости, который влечет деформацию стержней в процессе эксплуатации.

Здесь следует вспомнить о первичной функции армирования. В сущности, это скрепляющий каркас, предохраняющий бетонную конструкцию от растяжений . Находясь в обычном состоянии без сторонних нагрузок и металлическая арматура, и стеклопластиковые прутья не тянутся.

Однако, у бетона модуль упругости, то есть подверженность деформации в виде растяжения, значительно ниже и это создает напряжение на арматуру. Соответственно, стеклопластик в большей степени подвержен этому давлению , что снижает его эффективность как скрепляющего бетон элемента.

Недостаточная термостойкость

Хотя материал обладает достаточной защитой от воздействий огня и относится к самозатухающим, такую арматуру можно использовать только в условиях с ограниченным порогом термического воздействия .

По разным оценкам утрата эксплуатационных качеств композита начинается в пределах 300-400 °C. Порог в 600 °C является критичным , но и сам бетон не способен выдерживать такие воздействия.

В частности, арматура утрачивает прочность, ее волокна могут расслаиваться, так как начинается процесс разрушения связующих компонентов. Но, стоит отметить, что это ограничение не относится к большинству жилых объектов. Проводить проектные расчеты на предмет стойкости стеклопластиковой арматуры к термическому воздействию стоит в случаях, когда планируется строительство промышленных и производственных объектов , в которых предполагаются высокотемпературные нагревы.

Исключение сварочных соединений

Мнение экспертов единогласно в этом вопросе. Стеклотканевые прутья нельзя соединять посредством сварочных аппаратов . Поэтому строителям приходится оценивать возможность применения альтернативных средств формирования прочного армирующего каркаса.

Тем, кто также ищет оптимальные способы, как вязать пластиковую арматуру для фундамента, стоит рассмотреть два варианта:

Есть и другой подход к формированию соединений. Он предполагает оснащение прутьев из стеклоткани стальными трубами на концах . Собственно, эти дополняющие элементы в дальнейшем и скрепляются путем сварки.

Миф о равнозначной замене

В числе первых пунктов, посвященных положительным свойствам стеклопластиковой арматуры, производители отмечают высокую прочность. С этим нельзя спорить, но пластиковая арматура для фундамента отрицательные отзывы о которой затрагивают и другие ее качества, в совокупности характеристик не может быть равной заменой металлу . Причем заявления о равнозначной замене не соответствуют действительности, как в положительную, так и в отрицательную сторону.

Мнение экспертов подтверждает, что по критериям прочности металлическую арматуру может заменить аналог из стекловолокна с меньшим диаметром. Казалось, бы такая не равнозначность идет даже в плюс. Но, если подходить комплексно к оценке эксплуатационных свойств материала, то будут выявлены серьезные диспропорции .

Например, 8-миллиметровая арматура из стеклопластика обеспечит необходимую прочность конструкции, но тот же модуль упругости сведет на нет это преимущество. В итоге, по совокупности качеств замена стекловолоконных прутьев 12-миллиметровой металлической арматурой не выиграет, обеспечив достаточную надежность фундаменту.

Сложность обработки

Прочность материала обусловила недостаток в виде невозможности придать изгиб прутьям на стройплощадке . Выполнить данную операцию можно только в заводских условиях на специальных станках. Поэтому планируя строительство фундамента, рекомендуется изначально рассчитать функциональные возможности, которыми обладает пластиковая арматура для ленточного фундамента, договорившись с производителем о проведении дополнительных операций по обработке.

Так, кроме выполнения изгибов стоит рассмотреть и возможность снабжения прутьев упомянутыми трубами для последующего произведения сварки.

Арматура из стеклопластика имеет множество достоинств - она легкая, прочная, не подвержена коррозии, благодаря чему активно применяется в строительстве. Тем не менее, этот материал имеет и определенные недостатки, которые обычно не являются критическими, но учитывать их все же необходимо. Они несколько ограничивают сферу использования данного материала. Рассмотрим подробнее минусы стеклопластиковой арматуры.

1. Недостаточная термостойкость

Несмотря на то, что стеклоткань, лежащая в основе арматуры, весьма жаропрочна, связующий пластиковый компонент высокую температуру не выдерживает. Это не делает данный материал огнеопасным - по горючести эта арматура соответствует группе Г1 - самозатухающие материалы, но при температуре, превышающей 200оС, она начинает терять свои прочностные качества. Поэтому, если к бетонным конструкциям по любой причине предъявляются требования огнестойкости, использовать для них арматуру из стеклопластика нельзя. Так что пользоваться стеклопластиковой арматурой можно только в тех строительных сферах, где высокотемпературный нагрев полностью исключен. Стоит отметить, что это вполне применимо к любому жилищному строительству и к большей части строительства промышленного.

Стоит также отметить невысокую устойчивость к пожарам: если температура достигает 600оС, бетонный каркас практически остается без арматуры. Следовательно, в пожароопасных местах такая арматура использована быть не может.

2. Низкий модуль упругости

Благодаря низкому модулю упругости арматура из стеклопластика легко изгибается. Если при изготовлении дорожных плит и фундаментов это ни в коей мере не мешает, то при устройстве перекрытий потребуется проведение специальных расчетов. Но при этом упругости оказывается достаточным для того, чтобы из арматуры нельзя было согнуть криволинейные элементы, поэтому такие детали гнут в производственных условиях.

3. Прочие недостатки

Со временем прочность стеклопластиковой арматуры снижается, а под воздействием веществ, имеющих щелочную реакцию, она разрушается. Впрочем, появилась технология, в ходе которой из стекловолокна выщелачиваются редкоземельные металлы, и оно становится нечувствительным к воздействию щелочи.

Многие относят к минусам стеклопластиковой арматуры невозможность соединения сваркой, хотя и металлическую арматуру сейчас предпочитают вязать.

Выводы:

Таким образом, недостатки несколько сокращают область ее применения, но для массового применения в строительных целях совершенно не являются помехой.

2. Низкий модуль упругости

Композитная арматура является достаточно молодым материалом, который стал доступен на строительном рынке не так давно. Однако благодаря большому количеству преимуществ она завоевала широкую популярность. Многие производители утверждают, что такие изделия способны полностью заменить стальную арматуру. Однако не всегда ее применение обосновано. Стоит подробнее познакомиться как с преимуществами, так и с недостатками композита. Это позволит выбрать материал, который прослужит много десятилетий.

Арматура композитная– это стержень, выполненный из стеклопластика. Вокруг него обмотана нить из углепластика. За счет ее использования обеспечивается не только прочность изделия, но и надежное сцепление с бетоном. Такие изделия обладают как рядом плюсов, так и определенными минусами. По этой причине использовать ее можно не всегда.

Крепление углепластиковых прутиков осуществляется специальными хомутами. Для скрепления нет необходимости использовать сварку. Это является ее существенным преимуществом.

Для каждой ситуации стоит рассмотреть особенности использования таких изделий. Применение этого подхода позволит обеспечить надежность и эффективность крепления различных конструкций.

При недостаточном учете характеристик изделия и без сравнения их с металлической арматурой можно существенно навредить строительной конструкции, если использовать композитные материалы. По этой причине еще до того, как использовать композитные изделия, стоит узнать, в каких случаях их применение окажется целесообразным.

Важно! Также стоит обратить внимание на физико-механические свойства композитных изделий.

Основные преимущества

Композитная арматура отличается целым рядом положительных качеств. Среди ее основных преимуществ выделяют:

Также у материала имеется и немало недостатков, которые стоит рассмотреть подробнее.

Основные недостатки

Перед приобретением арматуры из стеклопластика следует узнать обо всех ее характеристиках, а также об основных минусах. К недостаткам материала относят:

• Она не переносится высоких температур. Однако и случай, при котором она может нагреться до 200 градусов внутри бетонной конструкции, представить достаточно сложно.
• Высокая цена. Однако этот недостаток перекрывается возможностью использования изделий из углепластика меньшего диаметра, чем изделий из металла.
• Композитная арматура обладает плохой сгибаемостью. Такое свойство накладывает определенные ограничения при ее использовании для укрепления бетонной конструкции. Однако гнутые участки можно армировать и стальными прутьями.
• Такие изделия плохо справляются с нагрузками на излом. Это обстоятельство для большинства бетонных конструкций является критичным.
• Если сравнивать с металлической арматурой, стеклопластиковые изделия отличаются меньшей жесткостью. Этот недостаток не позволяет переносить большие вибрационные нагрузки, которые появляются при заливке бетона с использованием автомобильного миксера. Когда используется такая техника, бетонная конструкция подвергается большим нагрузкам. В связи с этим возможны дефекты конструкции.

Если рассматривать недостатки углепластиковой арматуры, нельзя сказать о безусловном преимуществе одного материала над другим. В любом случае при выборе композитных изделий стоит быть осторожным, учитывать его плюсы и минусы, а также условия применения в конкретной ситуации.

Важно! Поскольку композитный материал не обладает достаточной прочностью на изгиб, он не подходит для вязания при укладке стальных прутьев. Для этого лучше использовать пластиковые хомуты.

Сферы применения

Арматура, которая изготавливается из различных композитов, нашла применение как в частном, так и в капитальном строительстве. Правила ее укладки можно изучить самостоятельно по инструкции производителя. Поскольку в особенностях использования композитных изделий в капитальном строительстве смысла нет, стоит заострить внимание на возведении бетонных оснований для частных домов.

Основные сферы использования изделий из стеклопластика:

Если обобщать вышеописанное, стоит заметить, что стеклопластиковую арматуру можно эффективно использовать в большинстве случаев. Однако при этом стоит учитывать недостатки материала и связанные с ними ограничения эксплуатации. Часто они оговариваются производителем.

Важно! Вязка композитной арматуры осуществляется с использованием пластиковых хомутов.

Может ли стеклопластиковая арматура заменить металлическую

Стеклопластиковые изделия появилась на строительном рынке относительно недавно. Однако на тему ее использования создано немало видео и текстовых материалов. Если учесть приведенные выше рекомендации, можно утверждать, что использовать стеклопластиковые изделия можно при укреплении стен или для соединения несущих конструкций с перегородками.

Основное преимущество стеклопластиковой арматуры – на ней не появляется ржавчина. Кроме того, при ее использовании не появляется мостиков холода, чего не скажешь о прутьях из металла. Применение такого материала обосновано в тех случаях, когда сооружаемая постройка не будет слишком тяжелой. Также необходимо использовать ее только при постройке дома на устойчивом грунте.

Длительной практикой успешность применения такого материала еще не подтверждена. Отзывов о нем пока недостаточно, чтобы сделать правильный вывод. По этой причине каждый застройщик в определенном смысле рискует, используя композитную арматуру. Если планируется возводить строение, к которому предъявляются высокие требования прочности и устойчивости, следует выбирать арматуру из металла.

Выводы

При выборе композитной арматуры для усиления бетонных конструкций стоит учесть ее основные плюсы и минусы. Так, материал отличается легкостью, удобством транспортировки и достаточно хорошими показателями прочности. Однако он не выдерживается больших нагрузок на излом. По этой причине для зданий, к которым предъявляются высокие требования в плане прочности и устойчивости, следует выбирать традиционные металлические прутья.

Состоит такой композит из стеклопластикового шнура, обмотанного нитью из углепластика. За счет использования последней увеличивается сцепляемость с бетоном. Если планируется построить легкую конструкцию, можно использовать композит. Обычно композитную арматуру применяют в строительстве малоэтажных домов. Используется стеклопластиковая арматура как для ленточных, так и для плитных оснований.

При использовании стеклопластика лучше посоветоваться с опытными строителями. Особенно важно заручиться их помощью при составлении проекта сооружения.

• Композитная доска для террасы
• Сколько клееного бруса надо на дом
• Сколько в кубе бруса
• ФБС блоки: размеры, ГОСТ