Арматура стеклопластиковая для фундамента

Еще несколько лет назад при строительстве фундаментов использовалась классическая стальная арматура. Но уже сейчас на смену стали медленно приходят современные армирующие материалы и особенной популярностью пользуется стеклопластик.

Это композитный материал, который отличается прочностью и гибкостью, стойкий к разрыву, ведь состоит с множества моножильных волокон, соединенных в единый пучок.

Но на данный момент армирование стеклопластиком еще не прошло проверку временем и различным влиянием, поэтому тяжело судить о качестве такой продукции и правильности выбора диаметра.

Также пока не существует оптимальных расчетов выбора оптимального армирующего волокна, к тому же существуют пока сложные технологии соединения волокон между собой.

Но преимущества таких композитных материалов уже есть:

• Это единственный материал, который практически не подвержен всем видам коррозий;
• Его можно использовать во всех существующих типах фундаментов;
• Доступность, ведь волокно стоит немного дешевле стальной арматуры;
• Малая масса и небольшой диаметр сердечников.

Но стеклопластиковая арматура имеет и недостатки:

• Через относительную гибкость, арматура не может взять на себя растягивающее усилие. Оно будет ложиться на бетон, поэтому устанавливать арматуру нужно на бетоны, уже подвержены максимально возможному граничному растяжению;
• Стеклопластик ограничен в применении, он должен использоваться в уже натянутом состоянии;
• Его не стоит использовать в массовом строительстве, стеклопластик будут использовать разве новички, которые решили поэкспериментировать.

Стеклопластиковая арматура для фундамента: особенности

При диаметре сердечника в 10 мм, весит волокно в 10 раз меньше и проще в транспортировке. Волокно производят и перевозят в бухтах, поэтому существенно экономятся средства на транспортные расходы;

Полное отсутствие мостиков холода и низкая теплопроводность;

Диэлектрическая непроводимость, электромагнитная проницаемость, это полный диэлектрик (не создает вторичное электромагнитное поле и не служит препятствием для радиоволн);

Высокая прочность на растяжение, причем она составляет около 3 порядков стальной арматуры;

Это монолитная конструкция, которую можно укладывать слоями сколько угодно. Она нарезается обычными монтажными ножницами;

Не возникает трещин в бетоне через различные показатели температурного градиента;

При покупке волокна частник получает отличный гибкий армирующий материал, соединяемый обычной паяльной лампой или пластиковыми стяжками.

Как армировать фундаменты стекловолокном

Вязка стеклопластиковой арматуры пластмассовыми стяжками

Учитывая, что армирование фундаментов используется больше в малоэтажном строительстве, то и прутки используются диаметром до 8 мм (это сечение стальных стержней в 12 мм). Технология армирования стекловолокном состоит с нескольких этапов:

1. Расчет необходимого количества и диаметра волокна;
2. Подготовка опалубки, монтаж на строительной площадке;
3. Для многократного использования опалубки ее рекомендуется покрывать пергамином, который защищает конструкцию от воздействия влаги и бетона;
4. Установка меток уровня, горизонтальных вех, по уровню которых будет заливаться бетонный раствор;
5. Подготовка подушки с кирпичей, песчаной или песчано-гравийной смеси, на которую будет раскладываться арматурная сетка. Сетку нужно устанавливать на расстоянии до 50 мм от крайних кромок опалубки;
6. Теперь нужно начинать укладку арматуры с стеклопластика. Если расчет показал использование нескольких слоев сетки, тогда нужно первый слой уложить на кирпичи, следующий на вертикальные направляющие и так до самого верха;
7. Все соединительные элементы в ленточных фундаментах и свайных ростверках лучше соединять между собой гибко с помощью пластиковых стяжек, пайку тут не практикуют. А в монолитных фундаментах можно использовать и пайку с помощью паяльной лампы;
8. Установка и фиксация вертикальных прутьев, продольных и поперечных волокон из самой горизонтальной сеткой;
9. Заливка основания бетоном.

Расчет стеклопластиковой арматуры для различных фундаментов

Правильный расчет типа, диаметра и количества стекловолокна – это залог к прочному и надежному основанию, учитывая инновационный и совершенно новый по техническим характеристикам материал.

При этом, в расчете будет указано, сколько какого материала нужно, ведь тут важную роль играет отсутствие излишек продукции.

Для расчета арматуры для плитного фундамента нужно сначала определиться с количеством и длиной прутьев, исходя из параметров основания и шага каркасной сетки.

Также нужно учесть в расчете, что все плитные основания имеют минимум два пояса армирования, соединенные между собой вертикальными прутками по всей длине сетки, а также в углах установки несущих ячеек.

По такому же принципу проводится расчет армирования для ленточного и сборного фундамента.

А вот армирование столбчатого фундамента существенно отличается по технологии. Прежде всего, тут в расчете учитывается диаметр и количество вертикальных прутьев, устанавливаемых непосредственно в скважины. Также учитывается, что такие прутья должны достаточно жестко быть соединены между собой, ведь вертикальное смещение более сильное, чем горизонтальное.

Таким образом, при расчете количества и диаметра арматурного волокна учитывается, что ребристые волокна устанавливают в столбы, а гладкие – в ростверк и для обвязки.

Где сейчас встречается армирование стекловолокном

Учитывая явные преимущества стекловолокна как армирующего материала, оно активно используется в:

1. Гражданском, промышленном и жилищном строительстве;
2. Для бетонных, кирпичных, блочных кладок всех типов и размеров;
3. Когда строительство проводится в зимний период времени. Ведь тогда приходится использовать специальные минеральные и органические добавки, которые могут разрушать стальной армирующий каркас;
4. При установке бетонной подошвы для магистральных автомобильных дорог и в возведении дамб на берегах горных рек.

Но сейчас многие застройщики еще с некоторой боязнью относятся к стекловолокну, ведь этот материал еще не зарекомендовал себя достойным заменителем тяжелых, громоздких и сложных в монтаже стальных прутьев.

Комментариев пока нет!

Вес стеклопластиковой арматуры таблица

Сравнение арматуры из стеклопластика и металла

Стеклокомпозитные арматурные изделия называют трендовым продуктом. Разработанная более 40 лет назад, она активно продвигается как альтернатива стальному прокату.

По утверждению производителей стеклопластик с успехом заменяет традиционные металлические стержни. Проведем сравнительный анализ двух видов.

Краткая характеристика изделий из металла

В соответствии с ГОСТ 10884-94 арматурный стальной прокат представляет собой металлические прутки круглого сечения, поверхность которых бывает двух видов – гладкой или рифленой (периодической). Применяется в качестве каркаса в железобетонных конструкциях: фундаментах, монолитных и многослойных стенах, плитах перекрытий, столбах, дорожных полотнах и так далее.

По физико-механическим свойствам выпускаются такие виды арматуры:

1. А1 или А240 – монтажные изделия. Металлические стержни имеют гладкий профиль, используются для формирования поперечных рамок каркаса, а также для основы легких сооружений, таких как теплицы, щиты, беседки. Выпускается в диаметре 4-40 мм.

2. А2-А6 – рабочая продукция, которая маркируется по индексу текучести стали: А300, А400, А500, А600, А800 и А1000.

Поверхность рифленая серповидного, кольцевого или смешанного типа. Это несущие элементы каркаса, располагаются в продольной горизонтальной оси. Металлическая арматура выпускается в диаметре 4-80 мм. Сферы применения: мало- и многоэтажное строительство, возведение крупногабаритных строений промышленного и общественного назначения, выпуск железобетонных изделий, формирование дорожного полотна и многое другое. Часто применяется в реставрационных и ремонтных работах.

Плюсы металлопроката в его высокой прочности, устойчивости к перепадам температур, в том числе экстремальным, относительной неприхотливости.

К тому же стальная арматура долговечна и безопасна, относится к негорючим материалам. Из недостатков отметим боязнь воды, приличный вес и необходимость в формировании защитного слоя из бетона, предохраняющего от контакта с внешней средой.

Металлическая продукция имеет типовую маркировку с указанием класса изделий, диаметра.

Помимо этого включается дополнительная гравировка:

• С – предназначенная для соединения методом сварки.
• К – прокат, устойчивый к коррозии.
• Т – термически или термомеханически упрочненная сталь с высоким индексом текучести от А600 и выше.

Металлическая арматура классифицируется специалистами как длинные или немерные изделия. Продается стержнями длиной до 11,7 м, упакованными в пачки весом до 3 тонн, либо пруты по 6-12 м сворачиваются в небольшие бухты.

Цена рассчитывается исходя из пропорции тонна/рубли. Монтаж в единую сетку каркаса производится при помощи сварки либо вязальной холоднотянутой проволоки диаметром 3-4 мм.

Особенности композитной продукции

Стеклопластиковая арматура разрабатывалась как альтернатива металлической.

Представляет собой прутки неметаллических изделий, в составе которых:

• Штапельное стеклянное и арамидное волокно неорганического типа.
• Связующие термореактивные смолы неотверждаемого или отверждаемого вида (эпоксидная, эпоксидно-диановая, винил-эфирная и другие).
• Различные аддитивы, улучшающие показатели пластичности и прочности продукции.

Клиенты могут купить арматурные изделия двух разновидностей:

1. С поверхностью периодического профиля.

На стержне по спирали производится намотка тонкого жгута из скрученного стекловолокна. Затем наносится слой полимерной смолы, что дает дополнительную защиту.

По утверждению изготовителей такая «опция» увеличивает площадь соприкосновения арматуры с бетоном и усиливает взаимную адгезию материалов.

2. С условно-гладким профилем.

На поверхность в процессе производства наносится песчаная обсыпка, задача которой заключается в усилении адгезионных качеств.

Стеклопластиковая арматура обладает следующими достоинствами:

• Химическая, коррозионная и водостойкость.
• Малый вес.
• Диэлектрические свойства и радиопрозрачность.
• Легкость в перевозке.

Сравнение по этим параметрам частично в пользу стеклокомпозита.

Изделия химически устойчивы, но работают лишь в ограниченном температурном диапазоне, отличаются низкой огнестойкостью. Металл устойчив к любым температурам, но ржавеет под воздействием воды. Однако производители предлагают стержни с маркировкой «К», покрытые тонкой пленкой окислов или цинкового слоя, благодаря которым предотвращается коррозия каркаса.

Стеклопластиковая арматура в составе содержит эпоксидные и аналогичные полимерные смолы, которые выделяют формальдегид, фенол, толуол, бензол и другие токсичные вещества.

Конечно, под слоем бетона это практически незаметно, но при использовании в открытых каркасах (например, в теплицах), риск от некачественной продукции слишком велик. Металл в этом отношении полностью безопасен.

Рассмотрим еще один параметр – срок службы. Опыт работы с металлической арматурой наработан огромный, известны все минусы и способы их преодоления.

При правильном использовании сталепрокат служит не менее 30 лет. Стеклопластик по утверждению производителей служит не меньше, но отзывы строителей утверждают обратное. Точных данных пока нет. Таким образом, композитная арматура в сравнении со стальной серьезно проигрывает.

АСП, диаметр в мм

Стоимость, руб/погонный метр

Какая арматура лучше, металлическая или стеклопластиковая?

Строительная сфера сегодня весьма востребована и актуальна.

Возводится множество разнообразнейших конструкций, как в жилой, так и в промышленной отрасли. Используются современные материалы, новые технологии и проверенные временем решения. При этом вопрос выбора арматуры стоит достаточно остро. Какому варианту отдать предпочтение в той или иной ситуации?

Где оптимально подходит арматура стеклопластиковая, а где металлическая? Вопросов много, а ответов, к сожалению, недостаточно. Пришло самое время разобраться со всеми аспектами этой проблемы более подробно.

Изделия из стеклопластика – сфера применения

• Возведение ЛЭП;
• Обустройство и реконструкция дорожных полотен, ограждающих опор и мостов;
• Возведение сооружение канализационной, водоотводной и прочей подобной предназначенности;
• Строительство объектов химпрома;
• Возведение объектов, требующих отсутствия излучений электромагнитного характера;
• Обустройство несъёмной опалубки и поясов зданий, обладающих повышенной сейсмической стойкостью.

Металлическая арматура – актуальность использования

Но в некоторых ситуациях металлическая арматура всё также актуальна:

• Формирование железобетонных конструкций – при всех своих достоинствах композитная арматура при армировании бетона может играть лишь вспомогательную, но никак не основную роль.

  Гибкое стальное изделие незаменимо при возведении конструкций гражданского и промышленного строительства, жёсткая задействуется при изготовлении тяжёлого бетона и фундаментов монолитного типа;

• В тех конструкциях, где предполагается повышенное поперечное сжатие и работа рифлений арматуры по срезу;
• Благодаря своим анизотропным данным, стальные изделия прекрасно сочетаются с бетоном, чего нельзя сказать о стеклопластике.

Недостатки стеклопластиковой арматуры

Изучая недостатки изделий из стеклопластика, стоит выделить такие из них:

• Слабые показатели термостойкости – сама по себе стеклоткань обладает высокой жаропрочностью, но пластиковый компонент связующего типа при температуре свыше 200 градусов утрачивает свои параметры.

  Если же температура достигает 600 градусов и выше, арматура полностью расплавляется. Использование её в условиях высокотемпературного нагрева и на пожароопасных участках строжайше запрещено;

• Недостаточный модуль упругости – данный параметр обеспечивает довольно простой изгиб изделий.

  Хотя при обустройстве перекрытий для этого требуется провести предварительные расчёты, что невозможно в условиях стройплощадки.

  Именно поэтому изготовление элементов криволинейной формации осуществляется исключительно на производстве;

• Подверженность воздействию щелочи – щелочные составы и растворы способны значительно воздействовать на эксплуатационные и технические параметры материала. Справиться с проблемой позволяет задействование методики по выщелачиванию элементов из редкоземельной группы, находящихся в бетоне.

Недостатки арматуры из металла

• Коррозионная предрасположенность – основной и наиболее ощутимый недостаток этого материала.

  Возможен выбор вариаций изделия из особых коррозиестойких составов, но это окажет существенную нагрузку на бюджет строительства.

  Да и от иных проблем, избавиться уж точно не поможет;

• Чрезмерный вес – также весьма существенный минус. Он не только повышает расходы на транспортирование материала, его погрузку/разгрузку, но и хранение;
• Фиксированная длина – стальная арматура идёт зачастую в прутах фиксированной длины, тогда как стеклопластиковый аналог можно без проблем приобрести в бухте требуемой длины, что, помимо всего прочего, избавляет также от напрасного расхода материалов и появления множества обрезков;
• Повышенная тепловая проводимость – данный фактор способен привести к формированию в фундаменте так называемых мостиков холода, способных оказать существенное воздействие на прочностные показатели сформированной конструкции.

Ценовой вопрос

Проводя сравнение двух вариаций арматуры, нельзя обойти стороной и вопрос ценовой политики.

Да, на первый взгляд стоимость метра изделия из металлопластика выше, нежели аналогичного из металла. Но есть один нюанс.

Особенности стеклопластиковой композитной арматуры

При одинаковой прочности, стеклопластиковая арматура имеет меньшее сечение, нежели аналогичная стальная. Поэтому идентичные по своим параметрам элементы будут иметь примерно одинаковую стоимость.

Заключение

Мы рассмотрели особенности каждого изделия, его сильные и слабые стороны. Однозначного ответа, какая лучше арматура – из металла или стеклопластика не существует. Всё зависит от особенностей конкретного возводимого объекта и технических условий его использования.

Наша компания предлагает композитную стеклопластиковую арматуру диаметром 6 мм.

Арматура имеет форму периодического профиля и реализуется в бухтах от 50 до 200 м. п.

Вес стеклопластиковой арматуры почти в 10 раз меньше, чем металлической арматуры, согласно таблицы условной замены металлической арматуры класса А-III на композитную стеклопластиковую арматуру, без потери прочности. На данном примере стеклопластиковая арматура диаметром 6 мм заменяет металлическую арматуру 8 мм.

Области применения стеклопластиковой арматуры диаметром 6 мм: в качестве армосетки для бетонных стяжек, армирования полов, дорожек, под облицовку, плитку, ленточных фундаментах, в качестве гибких связей, для усиления дорожных и тротуарных плиток, заборных плит, бордюрных камней, столбиков и опор, железнодорожных шпал.

По отзывам строителей, данная стеклопластиковая арматура хорошо себя зарекомендовала в ленточных фундаментах, армопоясах, мелкозаглубленных плитных фундаментах, при возведении термодомов, при изготовлении тёплых полов и стяжек, при строительстве дорог, дорожных отбойниках, бассейнах, подвалов, мостовых переходах, при изготовлении плит перекрытия и т.д.

Для увеличения срока бетонных конструкций и стяжек, рекомендуем применять полипропиленовую фибру (Фибра полипропиленовая) .При применении стеклопластиковой арматуры и фибры, значительно увеличивается срок службы бетонных конструкций.

Сельхозработники и фермеры используют стеклопластиковую арматуру диаметром в 6 мм для изготовления парников и небольших теплиц, а так же применяют её при возведении птичников, коровников, свиноферм для фундаментов и полов.

Потому, что данная арматура используется при плотном контакте с водой и агрессивной средой. Арматура не ржавеет, не рвет пленку, она удобна при сборке и разборке парников, её можно хранить на открытом участке, или же использовать её в качестве подпорок для кустов помидор, малины, смородины и т.д.

Связывается стеклопластиковая арматура пластиковыми монтажными хомутами или вязальной проволокой с помощью полуавтоматического вязального крюка.

Минимальная норма отпуска стеклопластиковой арматуры диаметром 6 мм бухта 50 м.

Вес погонного метра стеклопластиковой арматуры диаметром 6 мм 0,05 кг, для сравнения (согласно таблицы условной замены) металлическая арматура диаметром 8 мм 0,395 кг.

Приобрести композитную арматуру 6 мм можно на складе г.

Запорожье путем самовывоза, или же заказать бесплатную адресную доставку по городу (по договоренности). По Днепропетровску бесплатная доставка осуществляется при условии заказа от 500 м.п.

Диаметры 6,7,8,10 продаются в бухтах от 50 до 100 метров.

В результате технологических процессов в наличии могут также быть остатки стеклопластиковой арматуры разной длины, которые мы также реализуем.

Подробности вы можете уточнить в телефонном режиме.

Доставка осуществляется по всей территории Украины курьерскими службами, возможна адресная доставка попутным транспортом с догрузкой Вашего заказа, что существенно экономит денежные средства на перевозке.

В нерабочее время и выходные дни вы также можете оформить заказ на товар нажав на кнопку купить.

Оставьте в появившемся окне свои контактные данные, и мы обязательно с вами свяжемся.

Комментариев пока нет!

Арматура из композитных материалов техн характеристики

стеклопластиковая арматура сравнение

Стеклопластиковая арматура сравнение с металлической

Арматура из стеклопластика

Неметаллическая композитная арматура для строительных работ

Новым армированным элементом для выполнения строительных работ является высокопрочная неметаллическая арматура из композитных материалов.

Неметаллическая арматура выпускается в виде стержневой со спиральной рельефностью любой строительной длины из стеклянных волокон, пропитанных химически стойким полимером.

Арматура, изготовленная из стеклянных волокон, называется стеклопластиковой АСП.

По результатам исследований долговечность строительных конструкций с использованием арматуры составляет не менее 100 лет.

Такая долговечность обусловлена высокой химической стойкостью арматуры ко всем известным агрессивным средам — газовая среда повышенных концентраций, хлористые соли, противогололедные реагенты, морская вода и т.

Сравнительные характеристики металлической и композитной арматуры.

арматура стеклопластиковая и металлическая сравнение

Замена металлической арматуры на неметаллическую композитную

Расчет и конструктирование бетонных изделий производятся в соответствии СНиП 52-01-2003 «бетонные и железобетонные конструкции.

При проектировании строительных конструкций с использованием арматуры следует руководствоваться равенством нагрузок, прикладываемых к армирующим элементам. Порядок замены приведен в таблице 3.

Металлическая арматура
А3 (А400С) ГОСТ 5781-82

Неметаллическая композитная арматура
АСП

Fсеч –поперечное сечение арматуры, мм2

Ррасч- усилие растяжения арматуры при расчетном временном сопротивлении разрыву, н.

Неметаллическая арматура дешевле заменяемой металлической арматуры на 10-20%.

Сетки из композитной арматуры Сетки различных нагрузочных характеристик изготавливаются из стержней композитной арматуры диаметрами от 5 до 12 мм (рис.

Крепления стержней сетки производиться полимерными фиксаторами, а также с помощью отожтеной металлической вязальной проволоки аналогично вязке сеток из металлической арматуры.

Сетки, выполненные из стеклопластиковой композитной арматуры диаметром 5-12 мм, рассчитанные на нагрузки от 50 до 500кн/м (5-50 тонн/м), проведены в таблице 4.

Прочность на растяжение сетки, кН/м

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

• Изготовление бетонных плит для покрытий внутрипостроичных, объездных временных автомобильных и прочих дорог с полной заменой металлической арматуры на композитную арматуру.
• Армирование асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог.

  Устраняет колейносить, предотвращает разрушение покрытия от образования различных трещин, обеспечивает гарантийный срок службы дороги.

• Строительство насыпей на слабых основаниях (болота, грунты повышенной влажности), притрассовые проезди, временные дороги. Используется сетка из композитной арматуры 8-12 АСП.

Сетка 1 в основании дороги в сочетании с нетканым материалом 2 и сеткой 3 в средней части дороги.

• Укрепление откосов насыпей, берегов водоемов.

Сетка 1 укреплена на откосе буронабивных сваях 2, армированных компазитной арматурой.

Конструкция залита слоем бетона 3.

Промышленно – гражданское строительство.

• Использование в бетонных конструкциях зданий и сооружений различного назначения работающих при систематических воздействиях температур не выше +1000С и не ниже -700С. При этом бетонные конструкции могут быть из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и поризованного бетонов, а также из напрягающего бетона.
• Использование для изготовления гибких связей в слоистой кладке кирпичных зданий.
• Ремонт поверхностей поврежденных железобетонных и кирпичных конструкций.

Характеристики и применение арматуры из стеклопластика

Активное использование полимерных материалов в различных производственных сферах, приводит к необходимости наделять эти материалы, необходимыми качественными характеристиками.

Необходимую прочность некоторым полимерам можно придать за счёт использования армирования из стеклопластика.

Кроме того, арматура из стеклопластика может успешно использоваться самостоятельно, заменяя другие виды материалов, например сталь.

Основа использования стеклопластика

Арматура из стеклопластика представляет собой соединение, где неметаллические волокна полимера связаны определенным композитным составом. В таком сочетании стеклопластик не только унаследовал основные преимущества, которые присущи полимерам, но и приобрел дополнительные свойства, все активнее применяющиеся на практике.

Для производства этого вида изделий в качестве основы используют стекловолокно, как вариант – базальт.

При этом арматура состоит из двух слоев:

1. Внутренний стержень. Этот элемент представляет собой своеобразный пучок волокон, которые увязаны между собой при помощи эпоксидной, возможно, полиэфирной смолы.
2. Внешняя оболочка. Материал, который окружает сердцевину, отвечает за прочное соединение арматуры с окружающим строительным материалом (бетоном).

Можно отметить, что арматура из композитных материалов, если называть так стеклопластик, имеет целый ряд конкурентных преимуществ:

• небольшой удельный вес;
• химическая стойкость при взаимодействии с другими материалами;
• высокая диэлектрическая проницаемость;
• высокий предел прочности, который имеет 2-кратное превосходство при сравнении с металлом;
• низкая теплопроводность;
• широкий температурный диапазон применения.

При изготовлении арматуры из стеклопластика проявляются не только преимущества самого материала, но положительное влияние оказывает особенность технологического процесса.

На стадии производства каждая нить сердцевины получает равное напряжение в сравнении с другими. Это положительно сказывается на прочности.

Поток нитей при скручивании освобождается от любых возможных загрязнений, что позитивно отражается на качественном нанесении связующих веществ, оптимальном расходе веществ и невысокой стоимости изделия.

В менее ответственных случаях использования арматуры, её поверхность покрывается песком для придания нужной шероховатости и последующей взаимосвязи с бетоном.

Однако для придания прутьям большей химической стойкости, прочности и лучшего взаимодействия с бетоном, прутья покрывают венилэфирной смолой.

Основные свойства

Перед началом использования арматуры из стеклопластика, следует не только знать основные конкурентные преимущества, но и оценить их влияние на будущую конструкцию.

В приведенной таблице приведены некоторые значения отдельных параметров, а также влияние их на конструкцию при использовании:

Что такое композитный материал

Состав композитного материала

Композитом называют сплошной неоднородный материал, который был искусственно создан из нескольких компонентов с разными физическими и химическими свойствами.

Механические характеристики композитного материала определяет соотношение свойств матрицы и армирующих элементов, а также прочность их связи, которая обеспечивается при правильном выборе исходных компонентов и способе их совмещения.

Наиболее примитивным композитным материалом являются кирпичи из соломы и глины, которыми пользовались еще древние египтяне.

Чаще всего композитом называют материалы на основе смолы или полимерных матриц. Для изготовления композитных материалов используются фенольные, эпоксидные, винилэфирные, полиэфирные и полипропиленовые полимеры.

Армирующими веществами при изготовлении композитов выступают сыпучие вещества и волокна. Прочность материала зависит от количества смолы – чем ее меньше, тем он прочнее.

Композитная стеклопластиковая арматура

Сегодня для достижения идеальных пропорций всех компонентов в композитном материале постоянно совершенствуется технология формования.

Методы формования композитных материалов

В процессе формования матрица композитного материала объединяется с его армирующим веществом, в результате чего можно изготовить то или иное изделие.

Термореактивные полимерные матрицы в процессе формования проходят через химическую реакцию отверждения. Термопластичные полимерные матрицы в процессе формования расплавляются и застывают в заданной форме.

Данный процесс обычно проходит в условиях комнатной температуры и нормального давления.

Самым распространенным композитом сегодня считается цемент с металлической арматурой или асфальтобетон.

Также существует контактное (ручное) формование, которое обладает рядом серьезных недостатков.

В изделии, сформованном этим методом, содержится повышенное количество смолы, что делает его более хрупким. Кроме этого, при нем сложно достичь идеальных пропорций матрицы и армирующего вещества, а также соблюсти толщину изделия, избежав при этом внутренних воздушных ходов.

Процесс вакуумного формования предполагает использование открытой оснастки, в которую помещаются компоненты композита, накрываемые силиконовой мембраной или полимерной пленкой. Затем на оснастку в условиях атмосферного давления и повышенной температуры накладывают вакуум.

Жесткие требования конкуренции в сфере современного строительства заставляют искать способы снижения затрат, в том числе с применением новых материалов. Появляются новые рецептуры строительного камня, специальные марки бетонов, фундаментных составов, облицовочных и теплоизоляционных материалов. Параллельно на рынке, ранее традиционном для металлической арматуры и специальных конструкций, активно пытаются завоевать «место под солнцем» производители разнообразных композитных изделий. Чаще всего это неметаллические силовые элементы и стеклопластиковая арматура.

Почему появилась стеклопластиковая арматура на строительном рынке

Композитные материалы, и стеклопластиковая арматура в том числе, изготавливаются по относительно несложному технологическому принципу пропитки стеклянных или базальтовых волокон эпоксидной или полиэфирной смолой матрицы. Далее пучок формируется на станке в калиброванный по диаметру пруток композитной арматуры, и запекается при невысокой температуре в специальной сушильной печи. Обычно длина одного отрезка арматуры не превышает 100 м.

Стеклопластиковая арматура не требует работы сложного и дорогостоящего оборудования, поэтому сами производственные затраты относительно невелики, большую часть себестоимости составляет цена смолы для матрицы и стекловолоконного жгута. И все же, если сравнить стоимость стеклопластикового и стального прутка одного диаметра, металлическая арматура имеет складскую цену на 10-20% меньше, а это очень большая разница для такой сферы, как строительство.

Тем не менее стеклопластиковый материал достаточно сильно потеснил металлопрокатную продукцию, не в последнюю очередь из-за ряда специфических свойств, но главными факторами стали немного иные причины:

1. Стеклопластиковая арматура все чаще стала применяться в частном малоэтажном строительстве. Она более доступна в работе, ее легче и намного дешевле перевозить, хранить, резать. Ее не нужно спрямлять и выравнивать перед использованием, как в случае со стальным вариантом. Материал можно купить целой бухтой и нарезать кусками самой нестандартной длины. Тогда как на стальной стандартный 11-метровый пруток пришлось бы немало отходов, если ваш фундамент, например, имеет армирование длиной 8 м;
2. Доступность оборудования для производства армирующего жгута позволило многим небольшим предприятиям — производителям стройматериалов наладить поточное производство стеклопластиковой арматуры в самых различных вариантах исполнения поверхности прутка. Огромное количество предложений, грамотная политика продаж и скрытая реклама позволяют диверсифицировать рынок;
3. Стремление подрядчиков сэкономить в строительных работах на более выгодном материале для армирования, для чего зачастую используется формальный, «слепой» перерасчет по прочности эквивалента композитных материалов и стальной арматуры.

Отзывы специалистов, преимущества и недостатки композитной нитки

При желании можно отыскать самые сложные выкладки и довольно простые примитивные доводы о том, чем хороша или плоха стеклопластиковая арматура. Как правило, серьезные исследования и отзывы специалистов в большинстве случаев не дают конкретных рекомендаций, по сути, «горячей» проблемы фундамента, во многом возможности арматуры на стеклопластиковой основе приходится оценивать на собственный страх и риск.

Внимание! Среди многочисленных отзывов специалистов практически нет настоящих профессиональных экспертов в области строительной механики композиционных материалов. Их мнение и отзывы, как правило, отражаются в оценках и заказных расчетах конкретных строительных проектов, стоят немалых денег и на суд общественности не выносятся.

Профессиональным можно назвать подход, если отзывы тех или иных экспертов оценивают конкретную ситуацию использования, например, стеклопластикового прутка в фундаменте дома с использованием практических результатов и анализом причин. В противном случае назвать такие отзывы специалистов можно в лучшем случае рекламой или антирекламой.

Использование стеклопластикового прутка в фундаменте

Применение арматурных сеток на основе стеклопластиковых силовых элементов началось с 60-х годов прошлого века. Кроме того, построено и находится в эксплуатации достаточно большое количество зданий и технологических сооружений из камня и бетона, в фундаменте и стенах которых использовано армирование на стеклопластиковой основе. Отзывы о состоянии построек с элементами стальной и стеклопластиковой арматуры и многолетнем опыте эксплуатации дадут больше, чем все теоретические выкладки «знатоков», вместе взятые.

Практически все, кто снимает ролики или выкладывает свое мнение о недостатках стеклопластиковой арматуры, — это или менеджеры продаж конкурирующего стального проката, или дилетанты, путающие причины и следствия основных принципов прочности и жесткости конструкций. В большей части такие рассуждения о недостатках стеклопластиковой арматуры сопровождаются формулами и данными о прочности стали и композита. Но внятных причин или процессов, по которым нельзя использовать стеклопластиковое армирование, нет. Если человек, взявшийся комментировать преимущества и недостатки стеклопластикового армирования, не продемонстрировал на практике фрагмент разрушенного бетона или куска фундамента со стеклопластиковой арматурой, все его рассуждения остаются фантазиями на произвольную тему.

Стеклопластиковая арматура используется в строительстве, машиностроении, в специальных проектах уже более 40 лет. Если для вас этот вопрос принципиален, обратитесь в старые советские учебники 70-х годов прошлого века, журналы по строительной тематике, в этих источниках раскрывается физика и механика процессов разрушения фундамента, приводятся многочисленные примеры ошибок.

Обладая высокой удельной прочностью, стеклопластиковое армирование может прекрасно работать в самых сложных условиях, но при этом оно обладает рядом недостатков, ограничивающих его применение в строительстве:

1. Стеклопластиковая природа композитной арматуры обладает практически нулевой пластичностью материала. Говоря человеческим языком, каркас для высоконагруженного фундамента или стен из такого прутка не сможет пластично подстраиваться под перераспределение нагрузки в нагруженном бетонном камне. В результате в отдельных местах фундамент здания будет испытывать перегрузку, что может вызвать появление трещин;
2. Стеклопластиковая основа очень хорошо воспринимает растягивающие осевые нагрузки, намного хуже сжимающие нагрузки, и катастрофически плохо переносит усилие сдвига. Это значит, что любое поперечное срезающее усилие, которых немало в «свежих» фундаментах из-за осадочных процессов, приведет к разрушению целостности арматуры;
3. К сожалению, в течение времени, пока бетон фундамента набирает прочность, каркас из стеклопластика ведет себя несколько иначе, и именно на этом этапе, поэтому каждый конкретный случай в компоновке арматуры требует очень внимательного и аккуратного анализа.

Поэтому в тех узлах, где допустима замена металла композитным материалом, вместо традиционного восьмимиллиметрового прутка, вполне может быть использован шестимиллиметровый жгут стеклопластиковой арматуры. Мало кто знает, но сегодня уже на потоке производятся строительные плиты из напряженного бетона со стеклопластиковой арматурой. Но в производстве такой материал стоит значительно дороже, поэтому практически 90% ассортимента, в том числе для фундамента, являются заказными изделиями.

Варианты применения стеклоарматуры

Неоспоримым преимуществом стальной арматуры является очень хорошо прогнозируемое поведение металла в самых сложных условиях нагрузки. Все существующие небоскребы и высотные здания строятся только на стальной арматуре, мало того, у большинства таких «чудес света» существует внутренний металлический каркас.

Стеклоарматура для высотных зданий или высоконагруженных фундаментов не подойдет. Строительная механика фундаментов - это, вообще, целая наука, прежде всего из-за сложного взаимодействия отдельных частей фундамента с грунтом, со стенами всей конструкции.

В существующей модели фундамента самыми проблемными являются угловые зоны, где арматура испытывает растягивающие, изгибающие и перерезывающие нагрузки. В этих местах не каждая даже стальная арматура в состоянии обеспечить жесткую связку угловых блоков. Металлической арматуре в блоке фундамента это удается только благодаря сочетанию высокой пластичности и упругости. Стеклопластиковое армирование в этих узлах фундамента применять нельзя. Несмотря на высокую продольную прочность, она не сможет противостоять скручиванию и перерезыванию в угловой точке контакта фундамента.

Прочности и пластичности стеклопластиковой арматуры будет достаточно для постройки фундамента и подвала одно или двухэтажного дома. Но при условии, что в угловых стыках фундамента для сращивания арматуры под прямым углом будут использованы специальные муфты. Тем более стеклопластик легко и просто использовать для простого ленточного фундамента 70-90 см глубиной.

Удачным считается применение стеклопластиковой арматуры в паре со специальными марками бетона для фундамента. Зачастую в условиях применения в фундаменте специальных добавок, усиливающих морозостойкость или водонепроницаемость, стальная арматура начинает интенсивно коррозировать. Особенно в фундаментах на грунтах с высоким содержанием солей или в непосредственной близости к трансформаторным подстанциям.

В стенах малоэтажных домов, особенно из газобетонного блока, арболитового камня и любого другого стройматериала, обладающего невысокой жесткостью и контактной прочностью, использование стеклопластикового армирования даже приветствуется. С ним намного проще и легче работать, чем со стальным прутком.

Кроме того, композитная арматура просто идеально подойдет для крепления наружного утеплителя или кладки облицовочного кирпича, там, где требуется или оцинковка, или нержавейка. И, тем более стоит использовать тонкую стеклянную нитку для работ на цокольных блоках фундамента.

Заключение

Еще одна проблема, характерная для российской действительности, о которой обязательно стоит упомянуть. Это низкое качество самой стеклопластиковой арматуры отечественного производителя. Практически каждая бухта с арматурой имеет дефекты излома.

Металлический пруток при складировании и транспортировке может быть украден или по-варварски выгружен в неудобном месте вдалеке от фундамента. Но в любом случае его качество не пострадает. Стеклопластиковую нитку можно легко повредить при транспортировке и даже не заметить этого. В фундамент такую арматуру закладывать точно нельзя.

При производстве железобетона применяется непосредственно сам бетон и металлическая арматура. Но альтернативой металлическим всё чаще становятся стеклопластиковые прутья.

Самой распространённой практикой является применение стеклопластиковой арматуры при закладке оснований. Стеклопластиковая арматура для фундамента имеет свои плюсы и свои недостатки.

Полимерная арматура

Один из видов композитной арматуры — стеклопластиковая

В зависимости от того какой полимерный материал используется, получаем композитную арматуру определённого типа: стеклопластиковая, базальтопластиковая, углепластиковая.

Наибольшее распространение получила стеклопластиковая арматура, так как значительно дешевле двух остальных видов и имеет достаточно высокие свойства.

Суть технологии производства пластиковых материалов заключается в таком алгоритме:

• Волокна разматываются и формируются в жгут.
• Затем жгуты пропитывают определённым связующим компонентом и формируют поперечное сечение.
• На поверхность жгута наматывают стекловолоконный шнур, формируя при этом спираль, и отправляется в печь для полимеризации.
• В заключение, нарезаются прутья определённой длины или наматываются в бухты.

Плюсы стеклопластиковой арматуры

Чтобы разобраться в положительных качествах, проведём сравнительную характеристику межу стеклопластиковой и стальной арматурой:

• Показатель прочности на растяжение у стали составляет 390 МПа, а у стеклопластика – 1000 МПа.
• Относительное удлинение у стали 25%, а у стеклопласта – 2,2%.
• Стеклопластик легче стали в 3,5 раза, абсолютно не подвержен коррозии и устойчив к воздействию кислотной среды.
• В отличие от металла не проводит электричество.
• Обладает высокими теплоизолирующими свойствами.
• Основа пластика не горит, а полимерные компоненты слабо загораются и затухают без посторонней помощи.

Важно! Выбирая композитную арматуру, особое внимание уделяется её качеству. Следует проверить плотность набивки по всей длине прута.

Где применяют стеклопластиковую арматуру

Армирование стеклопластиковой арматуры

Понятно, что пластиковый материал можно применять при армировании ленточных и плитных фундаментов, заменяя при этом металл. Но также практично применение её при возведении стен с утеплением внутри. Обычно для связки наружного и внутреннего слоя стены использовались пруты стали или кирпичи. Это надёжный способ, но в местах нахождения этих материалов образовывались участки тепловых потерь. Если же подобные перемычки выполнить из стеклопластика, то, несомненно, получаем прочную конструкцию и исключаем потерю тепла. Стеклопласт плохо проводит тепло.

А тот факт, что он устойчив к воздействиям агрессивных сред, позволяет применение его для укрепления асфальтовых покрытий, устройства бетонных портовых сооружений и укрепления берегов.

При армировании с помощью стеклопластиковых прутьев ни в коем случае нельзя использовать сварку. Для их соединения используют мягкую стальную проволоку или пластиковые затяжные хомуты.

Остальные операции с пластиковой арматурой выполняют без ограничений.Наоборот, из-за относительно небольшого веса, работать с ней значительно легче.Очень просто монтировать каркасы круглой формы. Особенно удачное применение пластика при армировании промышленных бетонных полов и плитных несущих конструкций. Здесь наиболее хорошо проявляются все достоинства композитной арматуры.

Монтаж композитной арматуры

Вязка композитной арматуры

Технология армирования композитной арматурой почти такая же, как и со стальными прутьями. Не требует особых усилий или знаний, и вполне реально выполнить своими руками. Ведь работать с этим материалом намного легче и быстрее.

Разрезать стеклопластик, как и сталь, можно с помощью болгарки. Всего за пару секунд прорезается несколько прутьев с диаметральным сечением 12 мм. Можно применять и обычную пилу по металлу. Вяжут пластиковые прутья несколькими способами:

• Мягкой металлической проволокой. Этот процесс идентичный вязке стальных прутьев. Выполняется вручную или с помощью специального крючка для вязки.
• Можно стягивать пластиковыми затяжками, что очень существенно сокращает затраты времени на процесс вязки.
• Специальными креплениями, которые просто защёлкиваются на арматурных прутьях. Это один из надёжных способов вязки.

Выполняя армирование фундамента своими руками, необходимо правильно подобрать размер прутьев и рассчитать требуемое количество. Для армирования плитного или ленточного основания можно использовать прутья с диаметральным сечением равным 8 мм. При выборе толщины необходимо учитывать вес будущего строения и тип грунта. Посмотрите видео, как выбрать и использовать композитную арматуру.

Если предполагается постройка большого дома на крепкой почве, то следует использовать арматуру с диаметром 10 мм. При возведении большого дома на слабых грунтах используются прутья диаметром 14–16 мм. Шаг расположения прутьев в армированной сетке составляет 0,2 метра.

Выполняя работу по армированию фундаментов своими руками необходимо ответственно отнестись к защите кожи рук, глаз и органов дыхания. При разрезании прутьев образовываются мелкие частицы и полимерная пыль, что может нанести вред здоровью.

Минусы композитной арматуры

При всех плюсах и преимуществах стеклопластика имеются и существенные минусы:

• Упругость этого материала в несколько раз меньше, чем у стального. Даже при одинаковых диаметрах пластик гнётся легче. Принимая это во внимание, этот материал не следует использовать в устройстве плит перекрытий своими руками. Для этого необходимы конкретные и точные расчёты диаметра и количества прутьев.
• При нагревании до определённой температуры (6000), связывающий компонент становится мягким, и материал полностью теряет упругость.
• В отличие от стальной, к композитной арматуре невозможно применять сварку.

Стеклопластиковая арматура – это материал новейших технологий, но до конца ещё не изучен в применении. Точно можно использовать при возведении лёгких домов, коттеджей. Нельзя использовать при строительстве многоэтажных домов без серьёзных предварительных расчётов.

Грамотные строители понимают, как важно внедрять в свою практику новые технологии и материалы. О композитной арматуре миру известно давно, но её массовый выпуск и применение взял старт лишь несколько лет назад. Мы расскажем об особенностях работы со стеклопластиковым армированием на примере фундамента.

Сильные и слабые стороны композитной арматуры

Не стоит ожидать, что какой-либо строительный материал окажется уникальным и унифицированным предложением. Однако грамотное применение в соответствии с условиями эксплуатации позволяет добиться воистину выдающихся результатов. Так и с композитной арматурой: используя её положительные качества и нивелируя отрицательные, можно обеспечить продолжительную эксплуатацию при меньших материальных затратах.

Главным достоинством стеклополимерной арматуры считается свойственный ей высокий предел разрушающего воздействия — почти в 2,5 раза выше, чем у стали. Выполнять работу по компенсации растягивающих воздействий в бетонном массиве у композитной арматуры получается намного лучше, чем у стали. Особенно если учитывать, что в ходе производства пластиковым стержням можно обеспечить фактуру поверхности, способствующую максимально эффективному сцеплению с бетонной массой.

Другой очевидный плюс — крайне высокая устойчивость к агрессивным средам. Бетонные конструкции, перманентно находящиеся в условиях высокой увлажнённости или подверженные воздействию солевых растворов, в случае армирования композитными материалами имеют гораздо более продолжительный срок службы. Нельзя забывать и о проявлениях электролиза: диэлеткрические свойства пластика могут быть как плюсом, так и минусом.

Не обходится и без ложки дёгтя: стеклопластиковая арматура необратимо теряет свои свойства при нагреве. Это вынуждает пересмотреть целесообразность её применения с точки зрения пожарной безопасности. При нагреве до 150-200 °С армирование лишается своих прочностных свойств, если же в качестве связующего были применены термореактивные полимеры — арматура теряет прочность необратимо.

Ещё один недостаток композитной арматуры — низкий модуль упругости, то есть малое сопротивление изгибу. Из-за этого в конструкциях с сосредоточенными воздействиями требуется закладка стеклопластиковой арматуры в количествах, до 4-х раз превышающих норму содержания по сечению в сравнении со стальным армированием.

Преимущества в контексте фундамента

Гибкость полимерной арматуры допускает её транспортировку в катушках, таким образом длина отдельно взятого элемента практически не ограниченна. В совокупности с малым весом материала (в 3-4 раза меньше, чем у стали) все прочие свойства обеспечивают дешевую доставку без использования длинномерных транспортных средств, а также высокое удобство в работе.

Фундаменты не подвергаются воздействию открытого пламени и высоких температур при пожаре, из-за чего низкая термостойкость не является существенным недостатком. Высокая гибкость арматуры может иметь значение только при работе в конструкциях, имеющих узлы сосредоточенных воздействий, например при устройстве ростверков. Однако восстановить устойчивость бетона к изгибающим нагрузкам можно посредством закладки относительно небольшого количества стального армирования, либо же попросту увеличив число свай.

Гораздо важнее для фундаментов коррозионная устойчивость стеклопластика. Она не так важна при последующей гидрофобизации и гидроизоляции бетона, тем не менее, подверженность ленточных фундаментов разрыву из-за увеличения корродирующего металла в объёме можно не учитывать в случае использования полимерного армирования. Стеклопластик оптимально подходит для устройства плавающих фундаментов на участках без дренирования и при высоком содержании в верховодке химически активных соединений. Даже при обычных условиях использование стеклопластикового армирования позволяет снизить защитный слой бетона до минимальных 15-20 мм, тем самым делая возможным вынос армирования в зону максимально эффективного восприятия нагрузок.

Расчёт композитного армирования

Если методики расчёта стального армирования хорошо освоены большинством строителей, проектирование фундаментов со стеклопластиковой арматурой до сих пор считается недостаточно освещённой темой. Причина тому — отличающиеся физико-механические свойства арматуры, которые пока не учтены в большинстве действующих строительных нормативов. Простейший способ расчёта композитного армирования — метод равнопрочной замены, при которой стальные стержни заменяют стеклопастиковыми с уменьшением типоразмера на два значения (то есть 8 мм вместо 12 мм или 14 мм вместо 18 мм). Однако расчёт сложных фундаментов рекомендуется выполнять по общей схеме с нуля, дабы не упустить из виду существенную разницу в величине модуля упругости.

Первая часть расчёта фундамента содержит определение воздействий на основание постройки и выполняется так же, как и для железобетонных конструкций. Вторая часть начинается с определения достаточных размеров сечения элементов бетонных конструкций и здесь можно наблюдать первые отличия. Поскольку сопротивление растяжению у стеклопластиковой арматуры выше, а защитный слой — минимален, достаточная площадь сечения оказывается на 25-30% ниже нормативного минимума для железобетонного изделия при равном сечении армирующих элементов. Это не относится к определению ширины нижней плоскости фундамента, которая всегда определяется по действующим нагрузкам и опорной способности грунта. Поэтому при армировании композитной арматурой выгодно обратить внимание на фундаменты сложных сечений.

Следующий этап — выбор равнозначной замены стальному армированию, который заключается в сохранении не только прочностных, но и всех остальных физико-механических качеств. Основной нюанс в том, что стеклопластиковая арматура испытывает в 3-4 раза большее линейное удлинение прежде, чем перестаёт сопротивляться разрушающему воздействию. Это означает, что общее сечение армирующих элементов в зоне восприятия растягивающих нагрузок должно быть соответственно выше, чем при использовании стальной арматуры. Выгода от использования стеклопластикового армирования в таком случае выражается только высокими допусками по раскрытию трещин — для полимерного армирования контакт с воздухом или влагой не критичен, однако нельзя упускать из виду воздействие на бетон морозных сил. Общая же тенденция такова: результаты экономии на объёме бетонной смеси следует направлять на усиление композитного армирования в обозначенных зонах.

Правила работы с материалом

Отличия в работе с полимерным армированием заключаются не только в методике расчёта, но и в приёмах обработки материала. В частности:

1. Резка стеклопластиковой арматуры должна выполняться либо горячим резаком, либо болторезом. Пиление полимерной арматуры любыми способами приводит к образованию вредной микроскопической стружки.
2. Гибка арматуры допускается только при изготовлении элементов конструкционного армирования. Ее выполняют нагревом изгибаемого участка до 100-120 °С с помощью электрического фена с последующим естественным охлаждением после принятия изделием требуемой формы.
3. При хранении композитной арматуры следует обеспечить ей защиту от прямых солнечных лучей и высоких температур.
4. При разматывании арматуры следует учитывать её высокую упругость. Чтобы снять напряжение в витках, конец арматуры следует временно закрепить к корпусу катушки метровым отрезком цепи. Если бухта поставляет без катушки, перед разрезанием фиксаторов необходимо закрепить на бухте 2-3 проволочных кольца, не препятствующих проскальзыванию стержней.

Вязка пространственных армирующих конструкций

Процесс сборки каркаса из стеклополимерной арматуры решительно отличается от вязки металлической. Корнем большинства отличий выступает практически неограниченная длина стержней: параллельная связка прутьев применяется крайне редко. Из-за этого каркас для всего изделия гораздо удобнее вязать по месту, а после сгружать в опалубку. Этому также способствуют малый вес и стойкость к коррозии: для сохранности стеклопластиковой арматуры достаточно лишь укрыть её от солнечного света.

Подготовку деталей каркаса, как и в случае со стальными стержнями, следует производить до начала сборки, то есть все работы ведутся преимущественно мануфактурным методом. Сведения рядов на углах и примыканиях следует выполнять вязкой перекрестий, а при необходимости увеличить погонаж — параллельным связыванием с перехлестом не менее 20 диаметров. Перекрестия вяжутся оплетанием каждого из перпендикулярных прутьев кольцом, которое стягивает арматуру межу собой. Для параллельного связывания устанавливается 3-5 опоясывающих хомутов в 2 витка. Можно использовать в этих целях как нейлоновые стяжки, так и ПЭТ-ленту с её последующей термоусадкой.

При необходимости включения в арматуру анкеровок сложной формы, их изгибают из металла, либо используют фабрично согнутые изделия в тех сочленениях конструкции, где стеклопластиковая арматура сможет выполнять свою работу. При этом необходимо увеличить толщину защитного слоя в месте установки стальных элементов, а связку разнородных материалов выполнять полимерной проволокой.

Последнее время на рынке строительных материалов появляется все большее количество новинок, разобраться с которыми непрофессионалу не под силу. Одной из таких новых технологий стало применение стеклопластиковой арматуры. Производители позиционируют свой товар, как арматуру, имеющую массу преимуществ относительно привычных стальных стержней, но так ли это?

Композитные материалы — это целая группа арматурных стержней, отличающихся по типу исходного сырья. Композит получил свое название из-за того, что в его составе содержится несколько элементов. Первый — волокна из различных видов сырья, второй — термореактивный или термопластичный полимер (смола). После отвердевания вяжущего получают прочные стержни.

В зависимости от происхождения волокон различают несколько видов арматуры:

• стеклопластиковая;
• базальтокомпозитная;
• углекомпозитная;
• арамидокомпозитная;
• комбинированная, состоящая в основном из одного вида волокон, но имеющая включения по всей длине другого вида.

Наиболее распространено применение стеклопластиковой арматуры, о ней дальше и пойдет речь. Структура стеклопластиковой арматуры схожа со строением древесины. Точно так же вдоль стержня располагаются волокна, которые за счет вяжущего образуют единое целое.

Достоинства применения

Армирование таким материалом имеет следующие преимущества:

• Возможность сматывать материал в бухты существенно облегчает его транспортировку и снижает затраты на самостоятельное строительство — арматуру можно доставить на собственном автотранспорте.
• Небольшой вес изделий упрощает работу своими руками. Нет необходимости в применении большого количества рабочей силы и грузоподъемной техники. Для сравнения, плотность стали составляет 7850 кг на кубометр, в то время как кубический метр композитного материала имеет массу 1900 кг. Отсюда можно посчитать, что масса стеклопластиковой арматуры в 4,13 раза меньше, чем стальной.
• Устойчивость к коррозии. Самая главная проблема стальных прутов — они подвержены появлению ржавчины. Стеклопластик не боится воды и различных агрессивных сред. Армирование композитным материалом хорошо подойдет для бетонов с добавками различных модификаторов (противоморозные и тому подобное).
• Также к достоинствам относят то, что стеклопластик плохо проводит тепло и не проводит электрический ток. Бетонные конструкции не обеспечивают необходимой теплоизоляции здания, поэтому к ним всегда предусматривают слой утеплителя, который предотвращает тепловые потери. В связи с этим низкая теплопроводность композита не играет существенной роли. Непроводимость электричества дает некоторые преимущества. Но иногда в железобетонных конструкциях предусматривают выпуски стержней для устройства заземления или молниезащиты. При использовании стеклопластиковой арматуры такие мероприятия невозможны.

Недостатки и мифы

Материал достаточно новый, поэтому не до конца изучен. Применение в массовом строительстве такого типа стержней делает невозможным отсутствие нормативной базы для расчета. По стеклопластику существует только ГОСТ 31938-2012. Это недавно появившийся и единственный нормативный документ. ГОСТ предусматривает технические требования к материалу, но не дает рекомендаций по расчету, производители приводят лишь примерные значения соответствующих стальных стержней.

Армирование композитом имеет следующие недостатки:

• Невозможность гибки: материал могут изогнуть только на заводе по заранее предоставленным схемам;
• Невозможность применения сварки. Обычно сварка применяется на больших каркасах, в частном домостроении арматуру чаще вяжут.
• Неустойчивость к высоким температурам. Сталь начинает терять свои свойства при нагреве до 600 градусов Цельсия. В случае с композитом потеря несущей способности происходит намного раньше. А это значит, что при пожаре бетонные перекрытия и балки обрушатся быстрее.

Помимо недостатков существуют сомнительные моменты, о которых стоит знать.

Расчетные характеристики

Расчет железобетонных элементов выполняют по СП «Бетонные и железобетонные конструкции» по 2 группам предельных состояний (ГПС).

• 1 ГПС — расчет по несущей способности. Проверяют, может ли элемент выдержать нагрузку, прикладываемую к нему. Расчет ведут с учетом прочности материала.
• 2 ГПС — расчет по жесткости. Здесь учитываются деформации и величина раскрытия трещин железобетонных конструкций. Расчет ведут с учетом модуля упругости материала.

В железобетонном элементе сжимающую нагрузку берет на себя бетон, а функция арматуры — предотвратить разрушение под действием деформаций. Производители композита заявляют о высоких прочностных характеристиках (Rs), но умалчивают о модуле упругости (Еs). Именно эта величина определяет деформативность конструкции.

Рассчитать деформативность можно, разделив прочность на модуль упругости. Для стальной арматуры А400 Rs = 360 МПа, Es = 200000 МПа, отсюда получаем деформативность равную 0,0018 или 0,18 %. Для стеклопластиковой арматуры Rs = 1000 МПа, Es = 50000 МПа. Деформативность равна 0,02 или 2%. Т.е. на 1 метр конструкции растяжение композитной арматуры возможно до 2-х см против 0,18 см у стальной, представьте какие трещины будут образовываться в конструкции. Арматура предназначена для предотвращения растрескивания и растяжения. Композитная справляется с этой функцией в 10 раз хуже, чем стальная.

Особенно важно это качество при армировании плит перекрытия и различных балок. Здесь деформации очень велики, поэтому армирование таких элементов композитом невозможно.

При применении в конструкциях с предварительным напряжением, его потери со временем для стали составляют 20-30% (то насколько теряется жесткость конструкции). Для стеклопластиковой арматуры это значение может дойти за 5-10 лет до 80-90%, потому что это органический материал. То есть весь смысл предварительного напряжения пропадает.

Обратите внимание что ни один производитель напряженного железобетона (плиты, балки) не использует композитную арматуру. Для неё нет нормативных документов (СП, СНиП), поэтому невозможно рассчитать как она себя поведет.

Исходя из этого, заверения производителей о высокой прочности материала справедливы, но на нормальную работу конструкции влияет не только прочность. По деформативности стеклопластик значительно уступает стали.

Уменьшение веса конструкции

Небольшая масса материала существенно снижает трудоемкость, но стержни не могут дать существенного уменьшения веса всей конструкции, которым добиваются уменьшения нагрузок на фундамент.

Для обоснования приводятся числовые значения:

1. Нагрузка на фундамент от плиты 6 м на 1,5 м и толщиной 0,2 м из железобетона равняется сумме массы бетона и арматуры. Процент армирования принимаем 3%. Объем бетона = 6 * 1,5*0,3 = 2,7 м³. Умножив этот объем на процент армирования получим объем стали = 2,7 * 0,03 = 0,081 м³. Масса бетона = 2,7м³ * 2000 кг/м³ = 5400 кг. Масса стали = 0,081 м³ * 7850 кг/м3 = 636 кг. Итого масса плиты = 6036 кг.
2. Для такой же плиты армирование предусмотрено стеклопластиком. Объем бетона, арматуры не меняется, масса бетона тоже. Масса арматуры = 0,081 м³ * 1900 кг/м³ = 154 кг. Масса плиты равна 5400 кг + 154 кг = 5554 кг.

Из приведенных выше вычислений видно, что суммарная масса элемента отличается меньше, чем на 500 кг. При массе плиты более 5000 кг это не очень большое значение. Поэтому применение стеклопластиковой арматуры для снижения нагрузки на фундамент экономически необоснованно, так как композит стоит дороже.

Долговечность

Можно верить производителям композитной арматуры на слово, о том что срок службы композитной арматуры составляет 80 лет. Но сомнительными их слова делают два факта:

• Сталь применяется человеком уже долгие годы, о ней много информации, можно довольно точно определить ее срок службы в тех или иных условиях. Композитные стержни — новый материал. Сведений о ее эксплуатации в течение долгого периода, а именно заверенные 80 лет, нет.
• Композитные пруты — органический материал. Со временем в любом органическом веществе происходит разрыв полимерных связей, так называемый процесс “старения” органики, это приводит к потере свойств материала, иногда к разрушению (например резина становится жесткой и начинает растрескиваться через определенное время).

Возможные области применения

Предыдущий пункт расписывает все в черных красках. Но при его прочтении не стоит забывать о достоинствах материала. Благодаря своим физическим свойствам данный тип арматуры будет хорошим решением для:

• Армирования кладки. В кладочных растворах часто используются противоморозные и другие агрессивные добавки, которые оказывают плохое влияние на стальные изделия. Стеклопластику такие модификаторы не страшны.
• Армирование ленточного фундамента. Закладка арматуры в ленточный фундамент часто носит конструктивный характер (без расчета), поэтому стеклопластиковая арматура, легкая и устойчивая к химическим воздействиям может подойти, но применять её стоит осторожно, особенно для массивных зданий и фундаментов на проблемных грунтах (высокий уровень грунтовых вод, пучинистая, просадочная почва и т.д.).
• Армирование дорожного полотна. Арматура не разрушается при контакте с грунтом.

Помните, что не существует нормативной документации на композитную арматуру (СП, СНиП), поэтому ни один проектировщик не сможет грамотно посчитать конструкцию с такой арматурой. Не может идти никакой речи о применении данной арматуры в плитных фундаментах и ростверках, т.к. растягивающие нагрузки могут быть велики.

Армирование ленточного фундамента

Ленточный фундамент в зависимости о сечения может быть двух типов:

• прямоугольный;
• т-образный.

В т-обазной конструкции ленточного фундамента стенка работает только на сжатие, и арматура закладывается в нее без расчета. Подошва при этом воспринимает изгиб и рассчитывается. Стеклопластик можно закладывать в стенку, но в подошву — с осторожностью. Она подойдет только для небольших нагрузок.

При прямоугольном сечении ленточного фундамента композитные стержни применять можно. Это связано с тем, что данная конструкция в основном работает на сжатие. Рабочее горизонтальное армирование (диаметр и количество прутов) определяют из процента армирования, равного, как приводилось ранее 2-3%. Хомуты для небольших зданий подбирают исходя из конструктивных требований в документе «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию», здесь также приведены минимальные диаметры рабочего армирования. В этом документе представлены требования для стальных стержней, для композита нормативов нет, поэтому застройщик может его применять на свой страх и риск.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод: стеклопластиковая арматура еще не изученный до конца материал. Его использование на сегодняшний день возможно только для конструктивного армирования, но для рабочего армирования применять данный материал не стоит. Особенно не подходит композит для армирования балок, перекрытий и ростверков, т.е. там где большие изгибающие и крутящие моменты.