Композитная арматура – виды, характеристики, особенности

Композитная арматура – виды, характеристики, особенности

Пластиковая арматура для фундамента выполняется в виде стержней различного диаметра. Материалом для изготовления служат волокна стеклоровинга, связующим веществом – полимеры на основе эпоксидной смолы.

Спиралевидные профили с ребристой поверхностью нашли широкое применение в промышленно-гражданском строительстве, они часто выступают в качестве элементов бетонных конструкций с предварительно напряженным или ненапряженным армированием.

Наряду с привычными всем стальными прутьями, стеклопластиковые стержни могут успешно использоваться при возведении ленточных фундаментов.

Специфика применения пластиковой арматуры для фундамента

В малоэтажном жилищном и промышленном строительстве рекомендуется для фундамента купить пластиковую арматуру. Она проста в работе и надежна в процессе эксплуатации. Правильно подобранная по диаметру стеклопластиковая арматура обеспечивает прочность и долговечность конструкции, исключает образование трещин, а также снижает риск деформации фундамента.

После выполнения работ «нулевого» цикла и подготовки основания подготавливается каркас из стеклопластиковой арматуры для фундамента. Арматура, которая по характеристикам значительно превосходит металлические прутки, вяжется при помощи пластиковых стяжек или традиционной вязальной проволоки.

Пластиковая арматура для фундамента укладывается по технологии, которая аналогична армированию изделиями из металла. Сборка каркаса, имеющего два пояса (нижний и верхний), не требует привлечения специального оборудования и квалифицированного персонала.

** Если при работе с металлическими изделиями требуемое расстояние между прутами 10-20 см, то полимерная арматура для фундамента укладывается с шагом 20-23 см.

Преимущества и недостатки стеклопластиковой арматуры

Сравнивая свойства стеклопластика с характеристиками стали, следует отметить, что стеклопластиковая композитная арматура для фундамента обладает несколькими значимыми преимуществами, такими как:

• стойкость к коррозии;
• очень низкая теплопроводность и отсутствие мостиков холода;
• диэлектрическая непроводимость и электромагнитная проницаемость (не проводит электричество, не создает помех радиоволнам);
• низкий вес (в 8-10 раз легче металла);
• прочность при растяжении (выше в 2-3 раза);
• бесшовность (транспортировка в бухтах исключает необходимость нарезания на куски под размер машины, как в случае с металлическими прутьями);
• удобство транспортировки (обусловлено предыдущими факторами);

• простота монтажа, не требующего наличия сварочного аппарата и других инструментов;
• отсутствие трещин в бетоне благодаря равным значениям коэффициента теплового расширения.

Наряду со своими достоинствами арматура из стеклопластика имеет весьма существенный недостаток (кроме того, что ее качества еще не проверены временем): очень низкую степень прочности на излом, которая существенно уступает аналогичному показателю стальной арматуры.

В отличие от металла стеклопластик обладает свойствами резины и при изгибе растягивается, поэтому бетону приходится работать на растяжение, с чем он справляется не достаточно хорошо. В связи с этим производители четко обозначают области применения данных стройматериалов, выходить за пределы которых не рекомендуется.

Строительство домов

Арматура из металлических прутов до недавнего времени считалась не только самым надежным, но и единственным приемлемым вариантом для создания прочного «скелета» фундаментов зданий любого назначения. Материал, о котором пойдет речь, появился не вчера (упоминания об опыте его применения есть с конца 70-х годов). Но популярности композитная арматура не получила, поэтому про нее в нашей стране на время забыли. А вот в зарубежных странах ее использовали активно. Поэтому говорить об успешном применении композитных стержней для армирования бетонных сооружений можно. И судить о прочности и устойчивости таких конструкций получается не голословно, а на основе фактов.

Содержание:

Немного мифов от недобросовестных производителей и продавцов

Арматура из стеклопластика, хоть и неновый (как выяснилось) материал, но большинству потребителей незнакома. То, что реклама позиционирует ее как инновацию – нет ничего страшного. Хуже, когда, пользуясь неосведомленностью потенциальных клиентов, производитель пытается всячески увеличить отпускную цену на продукт, указывая на якобы уникальные свойства именно его композитной арматуры.

Композитная арматура фото

Пока обычный частный застройщик по крупицам собирает о ней информацию, знакомясь со свойствами и особенностями применения, а крупные строительные фирмы занимаются просчетом доходной и расходной части бюджета при переходе на композит вместо металла, слухи растут и множатся. И на них требуется дать обоснованный и честный ответ.

Один из самых распространенных мифов можно развенчать прямо сейчас.

• Внешне этот строительный материал представляет собой светлые прутки с различными оттенками желтого цвета (если они сделаны из стекловолокна) или выраженного черного (при условии, что применялся базальт). Однако попытка сделать товар более привлекательным внешне, а именно добавление красящего пигмента различного оттенка, позволило вывести на рынок цветную арматуру. И сразу же появился миф: добавки эти непросто окрашивают прутки, а являются особыми компонентами, улучшающими характеристики материала. Серьезные производители дают однозначный ответ: цвет на качество композитной арматуры не влияет.

• Помимо улучшения товарного вида за подобными экспериментами с цветом стоит и весьма благородный порыв: выделить прутки различного диаметра.

Чтение нормативной документации на стройматериалы поможет не поддаться на уловки нечестных продавцов.

Применение композитной арматуры

Композитная арматура понемногу отвоевывает пространство у металлического собрата в области закладки фундаментов малоэтажных домов. В качестве основы для ее производства берутся стеклянные, углеродные, базальтовые или армидные волокна. Они связываются между собой посредством добавления полимеров.

Выпускаться стеклопластиковая арматура может и в виде гладких прутов, но в том случае, когда она дополнена спиралевидной накруткой из стеклянной нити, обеспечивается более надежное сцепление с заливаемым раствором. Так что отдать предпочтение лучше второму варианту.

Специалисты называют ряд преимуществ композитной арматуры:

• удобство транспортировки и применения за счет малого веса. Помимо этого, при монтаже не применяются сварочные работы;
• устойчивость к воздействию различных агрессивных сред;
• стойкость к коррозии;
• прочность на разрыв.

Для создания фундамента требуется композитная арматура определенного диаметра. Расчет сечения происходит в индивидуальном порядке для каждого объекта. Это зависит от этажности, сложности проекта и ряда других причин. При этом важно, что, не уступая в прочности металлическим пруткам аналогичного диаметра, композитная арматура будет отличаться меньшим весом.

Композитная арматура для фундамента

• Композитные прутки при закладке фундамента используются аналогично стальным. Из них собирается каркас согласно рекомендациям для определенного типа основания с нужным шагом, а в местах пересечения элементы арматуры скрепляются стяжками или вязальной проволокой.
• Разработчики и производители не дают рекомендаций запрещающих применение композитного армирования для возведения какого-либо вида фундамента. То есть при желании застройщика, любые основания для малоэтажной постройки могут быть выполнены с использованием стеклопластиковой арматуры.
• Зато можно точно определить, в каких фундаментах композитные пруты зарекомендовали себя с наилучшей стороны. Речь идет о ленточных или столбчатых способах для строений высотой не более чем в три этажа. Тем, кто желает построить: частный дом, коттедж, баню, гараж, основательное строение хозяйственного назначения.

• Срок службы элементов неметаллического происхождения достаточно велик – 80 лет по минимальным расчетам. Их стоимость, возможно, лишь слегка отличается от цены на привычные стальные пруты, зато на транспортировке сэкономить вполне реально. Арматура, упакованная в бухту, без труда влезет в багажник легкового авто.
• Условия возведения и технологии бывают различными. Там, где железобетонные конструкции будут эксплуатироваться при наличии агрессивной для металла среды, имеет смысл применять неметаллическое армирование.
• Композитная арматура, подобранная с равной прочностью железобетонному каркасу, создаст надежную основу. И еще прослужит гораздо дольше (за счет противостояния разрушающему воздействию среды и «полному безразличию» к процессу коррозии).

Для массивных строений из бетона применяют следующие типы армирования стеклопластиком:

• Внешнее. Оправдано в тех случаях, когда конструкции из бетона подвергаются разрушительному воздействию, находясь в неблагоприятной среде.
  • Характеристики композитной арматуры, выпускаемый специально для этих целей, позволяет создать защитный барьер вокруг сооружения. Он непроницаем ни для воздуха, ни для воды. Такой способ именуется сплошным. Иногда, применяя его, поступают наоборот. Сначала изготавливают каркас, а потом уже заливают его бетоном.
  • Дискретный метод означает, что композитные сетки или полосы из арматуры укрепляют основание с внешней стороны.
• Внутреннее. Тоже делится на два способа.

• Дискретное армирование предполагает, что внутрь конструкции будут заложены композитные сетки, отдельные пруты или даже объемные каркасы, созданные из многих элементов.
• Дисперсный способ несколько проще – измельченные стекловолокна добавляются в общую массу для заливки. Полученный материал получил название стеклофибробетон.
• Совместное. Комбинированный способ получил свое название не только из-за одновременного использования двух видов армирования, но и потому, что допускает сочетание прутков из стеклопластика и металла. Применяют его в том случае, когда на фундамент предполагаются значительные весовые нагрузки.

Диаметр композитной арматуры

Если до настоящего времени, сталкиваться с подобной задачей не приходилось, то нижеследующая информация может быть полезной.

• Металлическая арматура благодаря своим конструктивным особенностям обладает несколькими показателями, характеризующими диаметр:
  • внешний измеряется по ребрам, выступающим по профилю;
  • внутренний принадлежит самому стержню;
  • номинальный, который выражается целым числом, является номером профиля.
• Они не совпадают, диаметр, измеренный по внешней стороне, превышает номинальный показатель. Следует быть крайне внимательным, чтобы ориентируясь по этим размерам не купить арматуру меньшего диаметра, чем требуется.
• Определение вышеназванных размеров у арматуры из стеклопластика имеет нюансы. Внешний диаметр определяется у нее точно так же, как и у стальной. При попытке получить значения внутреннего размера возникают некоторые трудности.
• Дело в том, что композитная арматура не имеет идеально круглой формы стержня. Это обусловлено тем, что многочисленные линии, выпускающие данный стройматериал в силу определенных особенностей не могут соблюдать такую точность. Так что стержни из стеклопластика на срезе имеют форму, стремящуюся к овалу. И чем больше у прутка диаметр, тем овал четче просматривается. Измеряя такое изделие в первый раз, потребитель получит один результат. Развернув стержень на 90 °, повторив процедуру, он увидит другие цифры. Показатели следует суммировать и разделить на 2. Результат может считаться усредненным показателем внутреннего диаметра композитной арматуры.

• Для того чтобы произвести работы по расчету и при закупке материала, требуется знать номинальный диаметр. В условиях, которыми располагает простой домашний мастер, этот показатель получить не удастся. Для тех, кому решение такой задачи жизненно необходимо, есть одна хитрость.
• Номинальный диаметр, по сути, среднее число между размерами внешнего и внутреннего калибра. Далее, чем реже на стержне расположены ребра, тем больше внутренний диаметр приближается по значению к номинальному.

То есть поймать недобросовестного продавца, пытающегося выдать цифры внешнего диаметра за его номинальный размер можно так:

• надо измерить внешний диаметр;
• провести замеры внутреннего поперечника;
• сравнить номер, названный продавцом с обоими показателями.

Если внешний диаметр совпадает с номинальным номером по версии продавца – покупать арматуру следует в другом месте.

Вес композитной арматуры

Способы соединения композитной арматуры

Среди перечисленных выше достоинств композитной арматуры, одним из пунктов указывалось, что ее применение не подразумевает сварочные работы. Прутки собирают в каркас путем связывания между собой.

Пластиковые стяжки применяются реже, а вот вязальную проволоку, строители ценят больше. Этот материал более традиционный и пока новыми веяниями не искорененный. Его осуществляют следующими способами:

• применяя автоматический пистолет;
• с помощью вязального крючка для строительства (простой конфигурации);
• используя винтовой (механизированный) строительный вязальный крючок.

Популярность последних двух вариантов объясняется доступностью инструмента. Редко кто может себе позволить приобрести недешевый пистолет ради постройки одного фундамента. Некоторые крупные компании, правда, практикуют сдачу в аренду дорогостоящего, но весьма упрощающего работу инвентаря. И если такая возможность выпадет, то стоит ей воспользоваться.

Среди доводов «за автоматизацию» процесса вязки можно перечислить следующие:

• совершенно очевидно, что механизированный труд более результативен и продуктивен;
• имея такого «помощника» можно не переплачивать наемным рабочим. С его применением один человек справится с обвязкой самостоятельно;
• пистолет выполняет одинаково ровные и прочные узлы на всем каркасе;
• инструмент функционален при любой температуре;
• мощный аккумулятор дает возможность бесперебойно работать целый день.

Особо продвинутые модели этого инструмента оснащены устройством, позволяющим выполнять связывание прутов, не наклоняясь к ним вплотную.

Фундамент с композитной арматурой и строительство в сейсмоопасных районах

• Еще одним доказательством великолепных прочностных характеристик композитной арматуры можно считать ее применение и в других сферах строительства, требующих противостояния значительным нагрузкам: стены и полы зданий, дорожное полотно, береговые конструкции, мосты.
• Но редко где можно встретить упоминание о том, что композитная арматура может выдержать и внушительные подземные толчки. НИИ строительных конструкций имени Кучеренко около пяти лет назад занимались вопросом поведения этого материала при больших динамических нагрузках. Арматуру диаметром 8 мм испытывали «землетрясением» от 5 до 10 баллов. С ее помощью армировали опытные образцы панелей, которые и подвергали соответствующим нагрузкам, ставили на виброплатформы. Материал оставался неповрежденным вплоть до девятибалльной сейсмоактивности!

Композитная арматура видео

Стеклопластиковая арматура – прочный и удобный в применении материал. На сегодня он является достойной заменой металлическим стержням, а применение его для заливки фундаментов под малоэтажное строительство, можно считать не просто оправданным, но и крайне желательным действием со стороны застройщика. Именно поэтому так много положительных отзывов о композитной арматуре среди частных застройщиков.

Сферы применения

Арматура, изготовленная из стеклопластика, применяется как в жилищном, так и в промышленном строительстве. Популярность данного материала, используемого для армирования фундаментов и других бетонных конструкций, в последнее время набирает все большие обороты.

Учитывая вышеперечисленные преимущества стеклопластиковой арматуры, можно сделать выводы о том, где лучше использовать этот инновационный материал, а где можно прибегнуть к наиболее традиционным и проверенным временем вариантам. Например, очень распространенными сферами использования арматуры, изготовленной из стеклопластика, является берегоукрепление, а также армирование дорожного покрытия на тех участках, где на него воздействуют агрессивные факторы внешней среды.

Арматура из стеклопластика часто используется при строительстве мостов и эстакад

В коттеджном строительстве арматура, изготовленная из стеклопластика, также находит широкое применение. В частности, подобные изделия используют для армирования:

• бетонных конструкций, выступающих в роли ограждения (следует иметь в виду, что нельзя использовать стеклопластиковые изделия для армирования несущих конструкций и перекрытий);
• ленточных и других типов фундаментов;
• кладки, выполняемой из газобетонных и пенобетонных блоков.

Композитная арматура применяется и при возведении стен по технологии несъёмной опалубки

Многие специалисты сходятся во мнении о том, что при использовании стеклопластиковой арматуры для укладки газо- и пенобетонных блоков лучше производить армирование углов при помощи стальных изделий. При таком комбинированном армировании строительные конструкции будут иметь более высокую прочность, устойчивость и надежность.

Как посчитать реальную выгоду при использовании композитной арматуры

Часто допускается ошибка при подсчете прямой выгоды выбора того или иного типа арматуры, если в расчет берется только цена за погонный метр. А ведь учитывать следует все расходы: на погрузку и разгрузку, на транспортировку, электроэнергию и т.д. Если сделать правильный расчет, видно, что экономия при выборе пластиковой арматуры значительно превышает разницу в стоимости за погонный метр .

Для расчета возьмем воображаемую плиту 10м х 10м, то есть площадью в 100 квадратных метров, и рассчитаем затраты на стальную и стеклопластиковую арматуру. Причем расчет сделаем на шаг 200 в обоих направлениях (X и Y) и обеих зонах (верхней и нижней). Все расчеты делаем для арматур А-500СП, Ø 12 мм (стальной) и АКП-СП, Ø 8 мм (стеклопластиковой).

Диаметр стеклопластиковой арматуры берем меньше, потому что при равных диаметрах ее прочность на разрыв превышает в три раза этот же показатель стальных стержней. Согласно расчетам 8-миллиметровая пластиковая арматура имеет прочность на разрыв такую же, как 12-миллиметровая стальная (это называется «равно прочностная замена»).

Проведя дальнейшие расчеты, мы узнаем, что для заливки нашего воображаемого фундамента нам потребуется 2000 погонных метров (200 хлыстов Х 10 метров) арматуры любого типа.

Как соединять – сварка или вязка

Существует два разных метода соединения – сварка и вязка, однако в случае с пластиковой арматурой воспользоваться методом сварки не удастся. Если нагреть этот материал хотя бы до 200 градусов по Цельсию, то он разрушится.

Каркас, сделанный из металлической арматуры, также не рекомендуется собирать методом сварки, так как он быстрее выходит из строя из-за плохого выдерживания нагрузки в точках сварки. Также, что плохо, в сварочных соединениях быстрее образуется коррозия.

В обоих случаях, лучший вариант – воспользоваться вязкой. Для этого используется специальный вязальный крючок. Специалисту необходимо всего лишь продеть проволоку, а затем и крючок в появившуюся петлю, после чего останется закрутить её максимально плотно. Это самый простой, надёжный и дешёвый способ, использующийся строителями уже много лет.

В случае с ленточными фундаментами часто используют вязальные пистолеты. Эти устройства могут облегчить и ускорить процесс соединения, однако стоимость вязального пистолета может достигать 50.000 рублей. Также потребуется обзавестись и специальной проволокой. Без неё вязальный пистолет может сломаться, а его ремонт обходится достаточно дорого.

8. Комбинирование с металлом в плитах перекрытий

Плиту перекрытия армируют в два слоя. Нагрузка на плиту перекрытия идет с верхней части вниз и распределяется относительно всей площади покрытия. Соответственно, основная рабочая арматура находиться в нижнем слое и испытывает большие нагрузки на растяжение. Верхний слой, в основном, получает нагрузки на сжатие.

В данном случае стеклопластиковую арматуру применяют комбинированно с металлической. Верхний слой необходимо выполнить из стеклопластиковой арматуры, нижний – из металлической.

В самой сетке стеклопластиковая композитная арматура должна иметь цельный вид без наличия разрывов. Если происходит армирование перекрытия с помощью стеклопластиковой арматуры Ф10, то необходимо выполнить нахлест в 400 мм. Все стыки арматуры следует располагать в шахматном порядке.

Достоинства и недостатки стеклопластиковой арматуры

Как и у любого строительного материала, у стеклопластиковой арматуры есть свои как достоинства, так и недостатки по сравнению с аналогичной металлической, которые могут стать серьезным подспорьем или помехой в применении ее в различных областях строоительства.

Давайте, наверное, начнем с достоинств:

Достоинства стеклопластиковой арматуры

1. Небольшой удельный вес. Это достоинство позволяет применять ее в легких конструкциях, таких, например, как ячеистый бетон и т.п. Это свойство стеклопластиковой арматуры позволяет снизить массу всей конструкции.

Стоит отметить, что применение стеклопластиковой арматуры в обычном бетоне не будет так же значительно влиять на массу конструкции, учитывая то, что основной вес будет давать сам бетон.

2. Низкая теплопроводность. Как известно, стеклопластик проводит через себя тепло значительно хуже, чем металл.

Это достоинство стеклопластиковой арматуры позволяет применять ее там, где необходимо сократить мостики холода, которые так замечательно создает стальная арматура.

3. Упаковка в бухтах. Для строительства частных домов это очень весомое достоинство стеклопластиковой арматуры, потому что на ее доставку к участку можно не тратиться, а, как известно, при постройке дома, особенно если строите своими руками, каждая копейка на счету.

В добавок к вышесказанному можно добавить, что применение стеклопластиковой арматуры в бухтах уменьшает ее расход, так как в арматурном каркасе нахлестов практически не будет, а это так же позволит немного снизить финансовые расходы.

4. Долговечность. Производители основываются на том факте, что стеклопластик, по сравнению с металлом, гораздо долговечнее.

Это немного сомнительное достоинство стеклопластиковой арматуры, учитывая то, что металл внутри бетона практически не подвержен коррозии и внутри железобетонной конструкции также прослужит очень долго.

5. Диэлектрическая. Это свойство, скорее всего, в частном строительстве не дает никаких достоинств стеклопластиковой арматуры над металлической, но о нем тоже не стоит забывать.

6. Устойчивость к химическим воздействиям. Это означает, что в кислых и других агрессивных химических средах стеклопластиковой арматуре намного комфортнее чем стальной.

В малоэтажном частном строительстве это достоинство стеклопластика, так же, как и предыдущее, практически не играет никакой роли, за исключением строительства зимой, когда в раствор или бетон добавляют различные соли, пагубно воздействующие на металл.

7. Радиопрозрачность. Это означает, что стеклопластиковая арматура не создает никаких радиопомех, в отличие от металлических контуров, создаваемых стальной арматурой.

Такое достоинство стеклопластиковой арматуры как радиопрозрачность, будет играть значительную роль только в том случае, если в стенах вашего дома много арматуры. Тогда применение стеклопластиковой арматуры уменьшит радиопомехи внутри дома.

В достоинствах разобрались, теперь давайте рассмотрим недостатки стеклопластиковой арматуры, применяемой в строительстве.

Недостатки стеклопластиковой арматуры

У любого материала есть недостатки и стеклопластиковая арматура – не исключение.

1. Стеклопластиковая арматура дороже обычной стальной если сравнивать арматуру одинакового диаметра.

Немного сомнительный недостаток, так как производители утверждают, что в строительстве стеклопластиковая арматура используется меньшего диаметра чем металлическая.

2. Термически не устойчива. Стеклопластиковая арматура не выдерживает высоких температур.

Так же сомнительный недостаток, потому как в малоэтажном частном строительстве я даже не могу представить ситуацию, где будет необходимо нагреть арматуру до 200 градусов.

3. Не гнется. Таким образом, если нам понадобится, например, согнуть арматуру под углом 90 градусов, мы этого сделать не сможем. Хотя с другой стороны – мы можем все изгибы сделать из обычной стальной и нарастить их со стеклопластиковой.

4. Низкий модуль упругости на излом. Это означает, что стеклопластиковая арматура не выдерживает на излом таких же нагрузок, как металлическая.

Многие производители утверждают обратное – что модуль упругости у стеклопластиковой арматуры больше, но это, скорее всего, они имеют ввиду растяжение, а бетон, как правило подвержен больше нагрузкам именно на излом. Это основной недостаток, из-за которого ограничивается применение стеклопластиковой арматуры в строительстве.

5. Трудность в сооружении жесткого арматурного каркаса. Другими словами, каркас из стеклопластиковой арматуры не такой жесткий как из металлической, и, соответственно, менее устойчив к вибрации и нагрузкам, которые будут присутствовать при заливке бетона с автомобильного миксера.

Когда Вы заливаете бетон в траншею или опалубку с автомиксера, необходимо чтобы арматурный каркас был очень жестким, потому что арматура может «соскочить» или просто прижаться к полу или стенам траншеи, а исправить это будет сложно, когда бетон уже залит.

Вот мы и рассмотрели практически все основные достоинства и недостатки стеклопластиковой арматуры. Судя по ним, невозможно с большой уверенностью сказать, что она значительно лучше или хуже металлической арматуры, поэтому давайте рассмотрим в каких строительных конструкциях и сооружениях применение стеклопластиковой арматуры будет оправдано и целесообразно.

Сравнение характеристик стеклопластиковых и стальных прутьев

Если сравнивать характеристики стальной и композитной арматуры, то можно отметить следующее:

• Сталь легко поражается коррозией, а стеклопластик устойчив к любой агрессивной среде.
• Металлические прутья являются своеобразными мостиками холода в фундаменте, а теплопроводность композитного материала значительно ниже.
• Весит стеклопластиковая арматура в несколько раз меньше стального аналога.

Но, если Вы все-таки склоняетесь к классической арматуре, то читайте правила выбора, расчета и монтажа металлической арматуры.

Выбирая материал для армирования фундамента, следует принимать во внимание все значимые факторы. Несмотря на большое количество положительных характеристик, стеклопластиковая арматура является новым материалом, а металлические прутья проверены временем.