Применение стеклопластиковой арматуры в фундаменте
795792.ru

Строительный портал

Применение стеклопластиковой арматуры в фундаменте

Применение стеклопластиковой арматуры для фундамента: как вязать, можно ли использовать

При возведении новой постройки важно обустроить качественный и прочный фундамент. Для этой задачи могут применяться разные материалы, главное — чтобы они были надежными и могли выдерживать большие нагрузки. В современном строительстве широко распространено применение стеклопластиковой арматуры для оснований.

Что такое стеклопластиковая арматура

Стеклопластиковая арматура для фундамента производится на базе композитных материалов и продается в виде продольных стержней толщиной 4-18 мм. Их поверхность покрыта насечками или навивкой.

Для изготовления таких конструкций применяются два компонента:

  1. Волокна из разного неорганического сырья.
  2. Полимерные добавки с термопластичной или термореактивной структурой.

Прочную основу для стержней производят из вяжущих элементов, которые придают конечной продукции требуемые прочностные свойства.

Сферы эксплуатации изделий из стеклопластика достаточно обширные. Возведение фундаментов под постройки жилого и промышленного назначения — одна из них. С помощью такой арматуры можно придать основанию дополнительную прочность и надежность.

В зависимости от применяемых в процессе производства материалов, выделяют следующие виды композитной арматуры:

  1. Стеклопластиковая.
  2. Базальтокомпозитная.
  3. Арамидокомпозитная.
  4. Углекомпозитная.

Существуют комбинированные варианты, в составе которых присутствуют разные компоненты. Наибольшим спросом пользуется стеклопластиковая разновидность, которая напоминает по структуре дерево. По длине стержня расположены волокна, способствующие образованию единой основы.

Преимущества и где используется

Популярность использования стеклопластиковой арматуры для ленточного фундамента связана с массой достоинств, среди которых:

  1. Отсутствие уязвимости к коррозийным процессам. За счет этого свойства стеклопластик можно использовать в среде с высокой влажностью или другими агрессивными воздействиями.
  2. Небольшие габариты и вес. Это способствует комфортной транспортировке и использованию материала. Процесс армирования не требует больших затрат человеческой силы. Материал легко сматывается в бухты и легко доставляется на строительную площадку.
  3. Доступная стоимость. Композитные изделия намного дешевле аналогов из стали.
  4. Повышенные прочностные свойства. Арматура из стеклопластика характеризуется высокой прочностью, которая в 2-2,5 раза превышает прочность прутьев из металла с одинаковым сечением.
  5. Низкая теплопроводимость, устойчивость к электрическому току. Конструкции из бетона не способны защитить постройку от потери тепла, и их дополнительно утепляют изоляционным материалом, поэтому низкие теплопроводные свойства композита не играют большой роли. Непроводимость электричества — важный момент, который защищает постройку от разрядов.

Однако кроме положительных черт, армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой имеет и недостатки:

  1. Конструкция не обладает устойчивостью к изгибам, поэтому она не способна поглотить растягивающие нагрузки. Поскольку арматуру укладывают на бетонную поверхность, она уже подвергается предельным растяжениям.
  2. Области использования материала ограничены, поскольку его можно устанавливать только в натянутом виде.
  3. Для возведения крупногабаритных и многоэтажных построек стеклопластик не подходит. Поэтому чаще всего он востребован при решении несложных задач новичками.
  4. Невозможность использования сварочного оборудования для соединения элементов. В большинстве случаев сварку задействуют при возведении крупногабаритных каркасов. Для обустройства фундамента частного дома подходит метод пошаговой вязки прутьев.

Материал появился относительно недавно и считается не до конца изученным.

Сферы применения включают как жилищное, так и промышленное строительство. Использование стеклопластиковой арматуры в фундаменте обретает большой спрос, что связано с рядом преимуществ над бетонными конструкциями.

При частном строительстве изделия необходимы для укрепления:

  1. Сооружений из бетона, которые выполняют ограждающие функции. При этом задействовать материал для армирования несущих конструкций запрещено.
  2. Фундаментов ленточного или другого типа.
  3. Пенобетонной или газобетонной кладки.

Расчет арматуры из стеклопластика

Чтобы рассчитать количество арматуры для ленточного фундамента, нужно учесть ряд важных нюансов и руководствоваться СП «Бетонные и железобетонные конструкции».

Расчет выполняется в два этапа:

  1. ГПС. Определение несущих способностей конструкции и оценка способности основания справляться с нагрузками.
  2. ГПС. Определение показателей жесткости. Этап подразумевает учет деформаций и величины трещин у изделий с железобетонной основой.

Большую часть сжимающих нагрузок поглощает бетон, а стеклопластиковое армирование используется для борьбы с разрушительными процессами. Ведущие производители арматуры сообщают о таком достоинстве, как прочность, но не рассказывают о модуле упругости, который влияет на деформативность сооружения.

Армирование фундамента

Чтобы определить, можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента и как вязать стержни из стекловолокна с таким основанием, нужно учесть, что существует два типа основы с лентой:

Во втором типе монтаж арматуры выполняется без предварительных расчетов, а подошва предназначается для поглощения нагрузок на изгиб. Материал можно зашивать в стенку, но при установке в подошву нужно быть особенно осторожным.

Инструменты и материалы

Перед тем как начинать вязать ленточный фундамент, нужно подготовить такие инструменты и материалы:

  1. Измерительное приспособление — рулетка.
  2. Прибор для подгона и обработки прутьев — болгарка.
  3. Средства персональной защиты.
  4. Уровень водяного типа.
  5. Хомуты из пластика для скрепления прутьев.

Земляные работы

Перед началом армирования нужно подготовить углубление, руководствуясь планировкой будущей постройки. Поверхность дна нужно выровнять и утрамбовать, затем насыпать слой песка (10-15 см), полить его жидкостью и уплотнить. Следующим слоем будет щебень с аналогичной толщиной. После уплотнения верхнего покрытия на дне образуется надежная подушка с ровной плоскостью.

Строительство опалубки

Поверхность стенок покрывается пергаментом, который фиксируется с помощью степлера. Задача этого материала заключается в сохранении чистоты досок и борьбе с вытеканием жидкости из бетонной стяжки.

Дальше на стенках размещаются метки, которые будут определять уровень заливки бетона. По этой линии стоит ориентироваться при монтаже армированных элементов. Для более точного выполнения работы следует применить водяной уровень.

Технология вязки

Чтобы разобраться с технологией вязки, следует учесть несложные советы опытных специалистов и придерживаться такого алгоритма действий:

  1. Перед началом вязки нужно подготовить чертежи каркаса и провести нарезку всех элементов, придерживаясь расчетов.
  2. Для позиционирования поперечных прутьев в нижних слоях используются фиксаторы. Они закрепляются как перед началом монтажа арматуры, так и после завершения сборки.
  3. Диаметр ячеек определяется параметрами ленты, которая подвергается укреплению. В большинстве случаев он варьируется от 15 до 30 см.
  4. Перед соединением продольных прутьев, их нужно разложить на земле и нанести на них отметки в местах крепления поперечных деталей. В процессе вязки нужно соблюдать прямой угол.
  5. Поперечные элементы фиксируются с продольными с нижней стороны. Для обеспечения надежного армирования, хомуты из пластика или проволока вяжутся как можно туже.
  6. В первую очередь необходимо подготовить горизонтальные слои армирования, а потом начинать закрепление вертикальных. Фиксация осуществляется с внутренней стороны ячеек для повышения надежности конструкции.
  7. Углам нужно уделять особое внимание. Специалисты рекомендуют не гнуть их путем температурного воздействия, поскольку это может ухудшить прочностные свойства.
  8. После завершения вязки арматурной конструкции ее нужно поместить внутрь опалубки.

Если вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется с помощью проволоки, то, чтобы облегчить работу, лучше задействовать вязальный крючок. Его роль может выполнять старая отвертка.

Сооружение арматурного каркаса

При обустройстве каркаса нужно придерживаться ключевого требования — изделие нужно полностью заливать бетоном, выдерживая дистанцию между стенками опалубки не меньше 5 см. Чтобы армированные элементы не размещались на дне углубления, следует закрепить кирпичи, а поверх них расположить продольные прутья и горизонтальные поперечины. Эти элементы соединяются с помощью пластиковых хомутов.

Заливка фундамента

На последнем этапе нужно залить бетон в опалубку с каркасом. Важно проводить это действие с особой осторожностью, помещая его в свободные полости между частями каркаса. Также необходимо периодически протыкать бетон прутьями для удаления пузырьков воздуха.

Сравнение с арматурой из металла

При проведении сравнительных тестов арматуры из стали и композитных материалов существуют такие особенности:

  1. Стальные изделия боятся коррозийных процессов, а композит выдерживает любую агрессивную среду.
  2. Металл пропускает холод, а композитные изделия отличаются низкой степенью теплопроводности.
  3. Вес арматуры из стеклопластика в пару раз ниже веса стальных аналогов.

При выборе материала для проведения армирования нужно учитывать все факторы. При большом списке достоинств инновационные стеклопластиковые конструкции имеют и недостатки, а классический вариант из металла использовался в течение многих десятилетий.

Подойдет ли стеклопластиковая (композитная) арматура для ленточного фундамента

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?

Что такое композитная арматура и ее виды

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.
Читать еще:  Ленточный фундамент на сваях плюсы и минусы

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:

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.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Фундамент из стеклопластиковой арматуры: правила армирования

Стеклопластиковая арматура – современная альтернатива арматурной стали. Представляет собой стержни, изготовленные из термореактивных смол и стекловолокон. Стержни могут иметь поверхность периодического профиля или условно гладкую. В первом случае на основу наматываются стеклянные волокна, пропитанные смолами. Во втором – на поверхность наносится песчаная посыпка. Оба типа стеклопластиковых стержней отличаются хорошим сцеплением с бетонной смесью.

Можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для устройства фундаментов

Пруты изготавливаются в диапазоне диаметров 4-32 мм. Наиболее популярны изделия диаметрами 6, 8, 10 мм.

Характеристики стеклопластиковых стержней:

  • Небольшой удельный вес и продажа материала бухтами значительно облегчают его транспортировку и монтаж.
  • Устойчивость к коррозии. Благодаря этому свойству, стеклокомпозитные пруты могут эксплуатироваться в контакте с агрессивными средами без дополнительных антикоррозионных мероприятий.
  • Никий коэффициент теплопроводности. При укладке арматурных стержней в бетонных конструкциях, которые дополнительно защищаются теплоизоляционными материалами, эта характеристика не принципиальна.
  • Отсутствие электропроводности. При строительстве жилых зданий это свойство особой роли не играет. Более того, в некоторых железобетонных конструкциях делают специальные выводы из арматуры для устройства молниезащиты или в качестве элемента заземлительного контура.

Использование этого строительного материала для армирования фундаментов имеет ограничения из-за ряда свойств, среди которых:

  • Невозможность согнуть стержни самостоятельно на месте строительства. Это можно сделать только в производственных условиях. Выход – выполнить угол путем связывания стержней стальной вязальной проволокой или хомутами.
  • Слабая устойчивость к повышенным температурам.
  • Низкая прочность на излом и слабая устойчивость к растягивающим нагрузкам. Для армирования плит перекрытия и балок стеклокомпозитные стержни однозначно не используют.
  • Небольшой опыт армирования фундаментов композитной арматурой и слабая нормативная база. Достоверные сведения о длительной эксплуатации этого материала отсутствуют. Элементы композитов подвержены «старению», поэтому спрогнозировать их поведение в долгосрочной перспективе невозможно.
Читать еще:  После заливки фундамента появились трещины на поверхности

Многие инженеры-строители считают, что применение стеклопластиковой арматуры для армирования фундамента оправдано только в тех случаях, когда важны теплопроводность и диэлектрические свойства.

Устройство ленточного фундамента со стеклопластиковой арматурой

Для сооружения плитных фундаментов под тяжелые здания стеклокомпозитная арматура не используется. Такие стержни могут применяться только при строительстве ленточных фундаментов. Но и в этом случае рекомендуется проведение тщательных инженерных расчетов с учетом запланированных нагрузок на основание дома, характеристик грунта и близости грунтовых вод к поверхности. При близком расположении подземных вод, наличии пучинистых, просадочных почв рекомендуется использовать стальную арматуру. Даже опытный проектировщик не всегда сможет точно определить целесообразность применения композитного армирующего материала для фундамента из-за отсутствия соответствующих СП и СНиПов.

Как правильно армировать ленточный фундамент стеклопластиковой арматурой?

Технология зависит от типа основания. Ленточные фундаменты разделяют на два типа – Т-образный (с подошвой) и прямоугольный. В фундаменте Т-образной формы его стенка работает на сжатие, поэтому в нее может укладываться стеклокомпозитная арматура. При устройстве подошвы рекомендуется использовать арматурную сталь. Фундаменты с прямоугольным поперечным сечением работают в основном на сжатие, поэтому для них армирование стеклопластиковыми стержнями разрешено.

Как вязать стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента?

Для связывания полимерных арматурных стержней используют:

  • Вязальную проволоку. Специальная отожженная проволока толщиной 0,8-1,2 мм не теряет свои характеристики даже при многократном скручивании.
  • Пластиковые хомуты. Удобны в использовании, не требуют особых навыков. Их недостаток – отсутствие гарантии сохранения целостности при заливке арматурного каркаса бетонной смесью.
  • Пластиковые клипсы. Специальные изделия, изготовленные из высокопрочных полимерных материалов. Обеспечивают надежную фиксацию арматурных стержней.

Наиболее приемлемые области применения стеклопластиковой арматуры: армирование кладки из пено- и газобетонных блоков, укрепление береговых линий, отмосток, дорожных покрытий.

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

С развитием новых технологий производства строительных материалов (сухих смесей, отделочные покрытия, утеплители, специальные добавки для придания заданных свойств) все шире стала применяться стеклопластиковая арматура для фундамента, которую можно использовать как для снижения веса конструкции, так и для оптимизации финансовых затрат. Массовое производство позволило удешевить этот вид полимерных изделий и сделать его конкурентом традиционной стальной арматуры в фундаменте частного дома, автомобильной дороги или газобетонных стен.

Композитное армирование

Появление композитные материалы образовало отдельную группу арматурного профилированного изделия из сырья, обладающего заданными техническими характеристиками. Название «композит» выбрано потому, что конечный продукт имеет сложный состав из разных по своей структуре элементов:

  • волокна, располагающиеся по типу древесины;
  • связующая смола;
  • поверхностное напыление, увеличивающее адгезию.

Арматура перед началом работ

После термической обработки получается пруток с периодическим профилем заводской длиной до 100 м. Это позволяет транспортировать, хранить и нарезать изделие в удобном виде.

Пример доставки на строительную площадку арматуры из стекловолокна для устройства каркаса плитного фундамента виден на фото:

По типу материала волокон, образующих основу стержня, и связующего компонента различают такие виды полимерной арматуры:

  • углекомпозитные;
  • стеклопластиковые;
  • арамидокомпозитные;
  • базальтокомпозитные;
  • комбинированные (с одним преобладающим видом волокон, но содержащие включения других видов по всей структуре).

Наибольшее распространение в изготовлении опорных конструкций нашло использование стеклопластиковой арматуры. Оно регламентируется ГОСТом 31938-2012 (Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций).

Требования к стеклопластику

Стандарт устанавливает размеры изготовления арматуры номинальным сечением в пределах от Ø 4 мм до Ø 32 мм. Для индивидуального строительства эффективно используют стеклопластиковые армирующие прутки сечением Ø 6 мм, Ø 8 мм и Ø 10 мм.

На демонстрационном стенде строительного магазина можно ознакомиться с образцами предлагаемой продукции (фото):

Существенным условием качества полученного фундамента является применение стеклопластиковой арматуры, которая в соответствии с ГОСТом (осмотр по внешнему виду) не имеет вмятин, расслаиваний, отшелушивания абразивного напыления и других видимых дефектов.

Определяющими возможность применять армирование стеклопластиком бетонных оснований являются такие технические характеристики этого материала:

  • предел прочности на сжатие не меньше 300 Мпа, на растяжение — не меньше 800 Мпа, при поперечном срезе — более 150 Мпа;
  • температура эксплуатации (предел) не более 60°С.

Если в результате расчета значение модуля упругости при растяжении марки АСК получается слишком малым, то нужно воспользоваться маркой АУК (углекомпозитная), у которой этот показатель выше не менее чем в 2,5 раза.

Сравнение с металлом

Проект на фундамент из стеклопластиковой арматуры должен учитывать различные факторы конкретных технических условий, влияющие на полученный результат.

Главным аргументом замены стали на полимер обычно является снижение нагрузки на почву.

Рассмотреть ответ на вопрос, можно ли использовать прутки из стекла для ленточного фундамента, поможет такой расчет.

Нагрузка на грунтовую основу от опоры периметром 20 м, высотой 0,5 м и шириной 0,4 м из монолитного бетона равна суммарной массе армирующего каркаса бетона. Содержание арматуры возьмем 3%. Объем бетона =20×0,5×0,4×= 4 м³. Соответственно, объем необходимых стержней =4×0,03 = 0,12 м³.

Масса бетона =4 м³×2000 кг/м³= 8000 кг.

Масса стали =0,12 м³×7850 кг/м3=942 кг.

Общий вес, когда используют сталь, составляет =8942 кг.

Если берется стекловолоконная продукция, то ее масса =0,12 м³×1900 кг/м³ =228 кг.

Масса фундамента получится 8228 кг.

Композитную арматуру вяжут в сетки

Разница в 714 кг представляет собой 8% от веса основания с металлическим армирующим каркасом. Для фундамента типа плита этот показатель составляет до 10%.

Заливка плитного варианта представлена на фото:

Такой выигрыш может иметь значение, когда соотношение весовой нагрузки постройки и несущей способности грунтов на участке находится на границе допустимых величин.

На строительных сайтах доступно большое количество сравнений каждой марки композитных изделий со стальными аналогами. Пример такого анализа приведен в следующей таблице:

Выбор материала армирующих поясов необходимо производить из всех возможных эксплуатационных характеристик изготавливаемой конструкции в целом.

Следует помнить, что нормативная база, регламентирующая использование стальных прутков гораздо шире и подробнее, чем у их полимерных собратьев. Расчеты по композитному армированию выполняются, в основном, для индивидуальных случаев и не обобщены на законодательном уровне.

Отличительные особенности

Самостоятельное армирование фундамента стеклопластиковой арматурой нуждается в предварительном изучении всех достоинств и недостатков этого материала, чтобы было возможно использовать их с максимальной эффективностью.

Обозначить основные позиции, на которые нужно обращать внимание при планировании и проведении работ можно таким образом:

  1. Изделие не нуждается в сложном, дорогостоящем оборудовании для резки и укладки, основные затраты состоят из стоимости материала. При сравнении прутков из стеклопластика и стали одного Ø, металлическую арматуру отличает складская цена, которая на 10 — 20% меньше.
  2. Использование стеклопластиковой арматуры практично в малоэтажном индивидуальном строительстве, так как у нее намного легче и дешевле транспортировка, хранение, резка. Все это можно сделать своими руками и на личном транспорте. К нужному метражу прутка приобретаются комплектующие, облегчающие монтаж (пластиковые стяжки) и соблюдение расстояний между сетками (наборные распорные элементы)
  3. Пластик не нуждается в рихтовке перед монтажом. Материал из целой бухты нарезают промежутками любой нужной длины. Это существенно сокращает образование отходов.
  4. Полимерные материалы не подвержены коррозии, не боятся не только воды, но и других агрессивных воздействий. Такое армирование потребуется в бетонном растворе с добавлением специальных модификаторов.
  5. Показатели теплового сопротивления и электропроводности для стеклопластика рассматривают для конкретных случаев. Влияние значения теплопроводности часто преувеличивают в рекламных целях, так как основное место в этом вопросе занимает теплоизоляция бетонных конструкций здания. Исходя из этого, низкая теплопроводность полимера не будет играть значимой роли. Диэлектрические свойства дают преимущества в тех случаях, когда в железобетонной опоре не предусмотрены выходы концов стержней для монтажа контура заземления, выполнения грозозащиты.
  6. К недостаткам армирования стеклопластиком также относят невозможность самостоятельного изготовления гнутых участков – это можно заказать только у производителя по предоставленным чертежам; исключение применения сварки в проблемных местах; температурные ограничения (сталь выдерживает не менее 600°С).
  7. Срок заявленной эксплуатации 80 лет на практике еще не подтвержден. Композитные составы относятся к органическим материалам и как поведут себя полимерные связи в течение длительного времени при старении этой органики пока доподлинно не установлено. Тем не менее, разработка и использование композитов начата более 50 лет назад для суровых климатических условий, где сталь быстро ржавела и теряла свои характеристики, и опоры мостов стоят до сих пор.

Наглядная демонстрация приемов, как вязать каркас из стеклопластиковой арматуры для фундамента, показана на этом видео:

Крайне осторожно необходимо подходить к устройству фундаментов с полимерной арматурой на грунтах, где возникают большие искривляющие деформационные нагрузки, при устройстве ростверков и плит под тяжелые здания. Предварительный расчет должен подтверждать возможность (с запасом прочности) применения таких инновационных материалов или запрещать их.

Пластиковая (композитная) арматура для фундамента

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.

Читать еще:  Как правильно шпаклевать бетонные стены?

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 здесь).

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. заливка бетона;
  5. 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 устройстве опалубки 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 — здесь). 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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector