Стеклопластиковая арматура фундамент

Для улучшения прочностных характеристик бетона традиционно используется железная арматура. С развитием строительных технологий на смену металлу приходят композитные материалы – и среди них стеклопластик. Он не подвержен коррозии, легкий и прочный. Арматура такого типа с успехом применяется в монолитном строительстве. В статье мы постараемся ответить на естественный вопрос: какая арматура лучше для фундамента?

Содержание

Состав и строение композитной арматуры

Прутки стеклопластиковой арматуры – это пучок стекловолокна толщиной 15 микрон каждое, пропитанный эпоксидными или другими смолами и имеющий рифленую поверхность для лучшего сцепления с бетоном. В правильно устроенном прутке должен быть центральный стержень из волокон, который оплетается по спирали вторым слоем стекловолокна.

Вид материала волокна определяет свойства и название арматуры. Кроме стекловолоконной, встречаются углепластиковые и базальтовые изделия.

Диаметр прутка арматуры находится в пределах 4-18 мм, а максимальная длина ограничена только настройками производственного оборудования. Плотность стеклопластика составляет всего 1,9 т/м3, а 1 кубометр стальной арматуры весит не менее 7 тонн. Благодаря этому свойству, композиты применяются в изготовлении легкого бетона с 60-х годов прошлого века. Средний срок службы — не менее 80 лет.

Производство стеклопластиковых прутков для усиления бетона возможно только в заводских условиях, что снижает вероятность купить некачественный продукт, несоответствующий нормативным требованиям. Композитная арматура не ржавеет, не проводит электрический ток и экологична.

Преимущества использования стеклопластика

Свойства стали и железобетона, изготовленного с ее применением, хорошо изучены, известны все сильные и слабые стороны такого материала. Композитные материалы не так давно появились в свободном доступе, поэтому разберем их преимущества подробно:

  • меньший вес (более, чем в 3 раза) конструкции снижает нагрузку на фундамент и грунт, делает транспортировку стройматериалов до места стройки простым и дешевым;
  • очень высокая нагрузка на разрыв (650 Мпа у стекловолокна против 400 Мпа у стали) делает ее незаменимой в ответственных местах;
  • стойкость к атмосферным и химическим процессам, не теряет прочности из-за коррозии, как металлическая;
  • коэффициент теплового расширения композитных материалов очень близок к таким же параметрам у бетона, а это снижает вероятность появления трещин;
  • низкая теплопроводность пластика помогает сохранять тепло в здании и цокольном помещении;
  • хорошая устойчивость к механическому износу, по этому показателю стеклопластик не уступает железу;
  • не является помехой для радиоволн и не проводит электричество;
  • с пластиком удобно работать, не потребуется сварочный аппарат, а все соединения фиксируют гибкими хомутами или вязальной проволокой;
  • малая цена заметно снижает стоимость монолитных бетонных работ.

Эти свойства и делают стеклопластиковую арматуру незаменимой в возведении фундаментов и заливке монолитных оснований для постройки дома.

На практике, композитная арматура для фундамента приобрела наибольшую популярность в малоэтажном домостроении, что объясняется нижеследующими факторами.

Недостатки неметаллической арматуры

Не бывает идеальных во всем материалов, так и композитная арматура имеет ряд особенностей, которые накладывают ограничение на ее широкое использование. Минусы неметаллических элементов бетонной конструкции:

  • модуль упругости стали выше такового у стеклопластика в 4 раза, поэтому из железной арматуры выполняют плиты перекрытия и несущие элементы конструкции;
  • пластик невозможно сваривать, только вязка между собой или применение арматуры с металлическими наконечниками;
  • любые композитные прутки нельзя сгибать под прямым углом, для соединения берут специальные уголки или связывают встык с перехлестом;
  • механические свойства ухудшаются с нагревом, а при температуре 600 градусов происходит полное разрушение конструкции;
  • небольшой опыт работы с композитами у строительных бригад и отсутствие сертификации на большую часть возводимых объектов (по умолчанию задана металлическая арматура).

Свести недостатки к минимуму поможет сочетание в конструкции металлических узлов и пластиковых прутков различного диаметра. Такое взаимное сочетание считается оптимальным и надежным.

Особенности применения в разных видах фундаментов

Чтобы выбрать, какую арматуру лучше использовать для фундамента, нужно принять во внимание все вышеизложенные факторы. Наиболее распространенные типы фундамента, на которых можно использовать композитный материал, – это ленточный мелкозаглубленный, ростверк и монолитная плита.

Для них берут арматуру толщиной 8-12 мм и со специальными насечками для надежного сцепления с раствором. Гладкие прутки типа А1 можно использовать для легких хозяйственных построек и в качестве маяков при заливке фундамента.

Особенности армирования фундамента дома:

  • количество прутков рассчитывается из способа укладки и поясности армирующих слоев;
  • для ленточного фундамента необходимо 2 таких слоя, для плитного — достаточно одного и песчаной подушки под основанием;
  • шаг ячейки для стеклопластика не должен превышать 500 мм;
  • углы фундамента проходят специальными уголковыми элементами, потому что соединение встык в углах не допускается;
  • вязку арматуры в местах соединения осуществляют проволокой, скобами и специальным пистолетом или пластиковыми хомутами;
  • для равномерного распределения каркаса в толще бетона потребуются фиксаторы арматуры, расстояние до поверхности оставляют 1-2 сантиметра;
  • Столбчатый фундамент размещают ниже глубины промерзания (обычно от 0,7 до 1,5 метров в зависимости от региона), что исключает его подвижки и разрывы.

Важно! Заливая раствор в опалубку, проверяют, чтобы все части каркаса были скрыты бетоном. В месте выхода арматуры на поверхность будут образовываться трещины и происходить дальнейшее разрушение фундамента.

Сталь или пластик: что лучше для фундамента?

Стеклопластик не является заменителем металла в усилении бетона армированием. Большинство зданий и технических сооружений возводятся с использованием металлического прутка. Фундаменты многоэтажных зданий, промышленных производств, электростанций выполнены из железобетона. Композитную арматуру можно использовать в малоэтажном и дачном строительстве, где не требуется высокая прочность на сжатие и изгиб. Из нее делают фундаменты:

  • ленточные под бани, коттеджи, хозяйственные постройки;
  • дорог, опор под столбы, заборы;
  • причалов, доков, укрепления береговой линии;
  • канализационных объектов, находящихся в воде.

Использование стеклопластиковой арматуры для возведения фундамента оправдано в большинстве случаев. Эта часть дома меньше всего испытывает динамические нагрузки, а физических свойств композитов достаточно для надежной конструкции. Снижению цены постройки способствует ее малый вес и простота укладки, не требующая специального инструмента.

Подводя итог, заметим, что для тех, кто строит своими руками, композитная арматура чрезвычайно интересна. В нижеследующем ролике изложена подробная информация на данную тему.

Стеклопластиковая арматура: отзывы специалистов, опыт применения

В любой бетонной конструкции имеется армирующий каркас, который традиционно изготавливается из стальных элементов. Относительно недавно для этих целей стала использоваться стеклопластиковая арматура, применение которой для укрепления фундамента, если учитывать отзывы специалистов, является отличным решением.

Армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой

Основные недостатки металлической арматуры

Армирующий каркас, который имеется в каждом фундаменте, позволяет исключить риск разрушения бетонной конструкции, что может произойти при воздействии на нее нагрузок изгибающего и сжимающего характера. При наличии такого каркаса, который раньше изготавливался только из металлических армирующих элементов, фундамент спокойно переносит серьезные нагрузки, которые возникают по причине морозного пучения грунта. В такой усиленной бетонной конструкции практически не возникают трещины, расслоения и другие дефекты, влияющие на ее надежность и долговечность.

Между тем есть у металлических армирующих элементов и недостатки, основной из которых заключается в том, что металл плохо противостоит воздействию высокой влажности и агрессивных сред (соленая морская вода, бетонное молочко и др.). В результате такого взаимодействия в металлических конструкциях возникают и развиваются коррозионные процессы.

Коррозия сказывается на целостности бетонной конструкции

Не рекомендуется применение металлических армирующих конструкций и для укрепления бетонных конструкций тех зданий, к помещениям которых предъявляются требования по радиопрозрачности и магнитной инертности. Речь идет о помещениях, в которых установлена сложная электронная аппаратура (различные исследовательские центры, лаборатории, медицинские учреждения). Для укрепления фундаментов и стен таких зданий и помещений может использоваться только диэлектрическая арматура из стекловолокна, которая появилась на строительном рынке относительно недавно.

Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры

Что собой представляет арматура из композитных материалов

Композитная арматура является отличной альтернативой традиционным изделиям подобного назначения, изготавливаемым из металла. На сегодняшний день на строительном рынке представлены следующие варианты армирующих изделий:

  • из стекловолокна штапельного типа, производимого из неорганического стекла путем его расплава (стекловолокно данного типа отличается хорошими теплоизоляционными и армирующими характеристиками, что и предопределило основные сферы его применения: из штапельного стекловолокна производят теплоизоляционные плиты, стеклообои для отделки стен, холсты для армирования, отдельные волокна, при помощи которых осуществляют укрепление бетонных стяжек и отштукатуренных поверхностей);
  • с материалами, используемыми в качестве связующих элементов (термореактивные смолы, относящиеся к неотверждаемому типу, наиболее известными из которых являются эпоксидная и эпоксидно-диановая);
  • с присадками, использование которых позволяет увеличить пластичность и прочностные характеристики арматуры, изготовленной из композитных материалов.

Один из этапов создания неметаллической арматуры: подача и размотка ровинга

Арматура, изготовленная из композитных материалов, выпускается в двух вариантах исполнения. Со специальным рифлением на поверхности

Технология получения такой поверхности состоит в следующем. На гладкий пруток из композитного материала наматывается нить из стекловолокна, которая и формирует элементы рифления. Затем поверхность прутка с намотанной на него нитью покрывается тонким слоем смолы из полимерного материала. Арматурный пруток с таким рифлением за счет увеличения площади соприкосновения намного лучше скрепляется с бетонным раствором, хорошо укрепляя его. Эти прутки используют для армирования фундаментов и других массивных бетонных конструкций.

Улучшенная разновидность стеклопластиковой арматуры

С условно гладким профилем

Для того чтобы обеспечить хорошее сцепление такого прутка с бетонным раствором, на его поверхность наносится присыпка, в качестве которой используется мелкий песок. Из-за сложного технологического процесса изготовления такой арматуры ее стоимость несколько выше, чем цена композитных армирующих изделий других типов.

Композитная арматура, покрытая кварцевым песком

Лучше ориентироваться в характеристиках арматурных элементов, изготовленных из композитных материалов, помогут сравнительные параметры изделий из стеклопластика, базальта и углепластика.

  • Модуль упругости у изделий из стеклопластика составляет 55000 МПа, а у продукции из базальтовых волокон – 78000 МПа.
  • Временное сопротивление разрыву у армирующих изделий, изготовленных из стеклопластика, – 1250 МПа, у арматуры из базальтовых волокон – 1450 МПа.
  • Достоинством стеклопластиковой арматуры является ее стоимость, которая примерно на 15% ниже, чем цена изделий из базальтового волокна.

Арматура из композитных материалов может отпускаться заказчику как нарезанными прутками, длина которых составляет 6 м, так и бухтами, в каждой из которых может быть намотано от 50 до 100 метров изделий. Диаметр прутков неметаллической арматуры может составлять от 4 до 18 мм.

Стеклопластиковая арматура в бухтах по 50 метров

Преимущества и недостатки неметаллической арматуры

Пожалуй, самым значимым достоинством стеклопластиковой арматуры является ее инертность по отношению к различным агрессивным средам. Так, фундаменту, который усилен при помощи такой арматуры, не страшна соленая морская вода, а также растворы, содержащие в себе щелочные и кислотные составляющие. Не менее важными преимуществами композитных армирующих элементов являются:

  • неподверженность процессам гниения, образованию и развитию коррозии;
  • небольшой вес (так, один метр стеклопластиковой арматуры, имеющей диаметр 6 мм, весит всего 0,05 кг, в то время как масса метра такого же прутка, изготовленного из металла, составляет 0,395 кг);
  • прозрачность для магнитных волн и радиоволн благодаря диэлектрическому материалу;
  • отсутствие больших сложностей при перевозке и использовании;
  • близость коэффициента теплового расширения к соответствующему показателю для бетона;
  • универсальность и простота использования, позволяющие применять такую арматуру во многих сферах.

Сравнение параметров композитной и стальной арматуры

Если говорить о применении стеклопластиковой арматуры, то она, как и изделия подобного назначения из металла, используется для укрепления фундаментов, бетонных колонн, столбов, опорных конструкций другого назначения. Кроме того, такую арматуру применяют в дорожном строительстве, для укрепления промышленных полов, стен септиков, тротуаров, настилов, ограждающих конструкций и др.

Стеклопластиковой арматурой часто заменяют металлические прутки при производстве плит перекрытия и фасонных изделий из бетона. Опыт использования арматуры из композитных материалов свидетельствует о том, что она хорошо демонстрирует себя в качестве элемента укрепления фундаментов деревянных и каркасных домов.

Таблица равнопрочной замены металлической арматуры на стеклопластиковую

Если говорить о недостатках стеклопластиковой арматуры, то к ним следует отнести следующие.

  • Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо переносит высокие температуры.
  • По сравнению с металлическими изделиями, стеклопластиковая арматура значительно хуже переносит растягивающие и сжимающие нагрузки. Так, модуль упругости металлических арматурных прутков в 3,5 раза выше, чем у изделий из стеклопластика. Фундамент для крупного строительного объекта, для укрепления которого используется такая арматура, необходимо заливать очень медленно, постоянно корректируя свои действия. Если не придерживаться такой рекомендации специалистов, обладающих большим опытом использования данного материала, то бетонный каркас может «поплыть».
  • При значительных нагрузках каркас из стеклопластиковой арматуры может начать выгибаться, что приводит к сколам, трещинам и другим дефектам бетонных конструкций.

Стеклопластиковая арматура: отзывы

Алексей Н.
Строил у себя на загородном участке небольшую баню, и начальник строительной бригады, который руководит всем этим процессом, посоветовал мне купить для фундамента стеклопластиковую арматуру. Я решил сэкономить и купил арматуру подешевле, да и выбора большого на строительном рынке не было. В итоге прораб раскритиковал мое приобретение, так как низкое качество дешевой стеклопластиковой арматуры было заметно даже невооруженным взглядом: наплывы на поверхности прутка, неравномерная навивка рифления, стершаяся защитная смола. В общем, сэкономить не получилось, пришлось поехать снова на строительный рынок и обменять арматуру на более дорогую и качественную, естественно, с доплатой. Владимир

Ориентируясь на отзывы специалистов и рекламные видео в интернете, решил использовать стеклопластиковую арматуру для укрепления ленточного фундамента под строящийся дом. Ничего плохого не могу сказать про удобство использования такой арматуры, но для габаритных бетонных конструкций все же лучше использовать прутки из металла. Хорошо, что вовремя заметил, что на моем фундаменте с такой арматурой стали появляться трещины, пришлось укреплять его металлическими полосами. Олег Панов
Строил кирпичный забор, фундамент для которого можно было и не армировать, но я решил подстраховаться и сделать укрепляющий каркас из стеклопластиковой арматуры. Работать с такой арматурой – одно удовольствие, режется легко, да и для ее увязки можно применять пластиковые хомуты, что я и сделал. Заливка фундамента тоже прошла без проблем. Забор стоит уже полгода, фундамент целый, ни сколов, ни трещин. Сергей Т.
Для армирования стен дома, который возводил из пеноблоков, использовал стеклопластиковую арматуру. Укладывал ее через каждые четыре ряда блоков в предварительно подготовленные штробы. Полученным результатом я очень доволен, да и для работы с такой арматуры не потребовалось никаких специальных инструментов и сварки. Стены получились крепкими и устойчивыми. Андрей, Саратов
Мы возводили небольшую пристройку к дому, и заказчик настоял, чтобы для армирования фундамента мы использовали стеклопластиковую арматуру. Таким образом, он сэкономил на стоимости материала порядка 20–30%. Что могу сказать, работать с такой арматурой значительно легче, чем с металлической, да и при заливке бетона проблем не возникает. Строительством я занимаюсь давно, и, как мне кажется, недостатки такой арматуры могут проявиться со временем. Все-таки следует учитывать, что изготовлена она из полимерного материала, характеристики которого со временем могут серьезно ухудшиться. Плохо, что пока нет данных на этот счет, так как появился такой материал на нашем рынке недавно. Симонов Н.
Когда выбирал, какую арматуру – металлическую или стеклопластиковую – использовать для укрепления фундамента небольшой пристройки к своему дому, решил изучить статистические данные. Согласно этим данным, в таких странах, как США, Канада и Япония, эту арматуру применяют в 20% случаев строительства. Решил, что для небольшой пристройки она вполне подойдет, больших нагрузок на фундамент не будет. Пристройка стоит уже больше полугода, внимательно слежу за состоянием фундамента. Пока все хорошо, никаких дефектов не обнаружено. Антон, Воронеж
У нас осталось некоторое количество стеклопластиковой арматуры после строительства деревянной бани, и мы все думали, где бы ее еще можно было использовать. Весной решили сделать из нее дуги для парника – отличное решение, скажу вам. Она легко режется, гнется, не ржавеет (а что еще для дуг надо?). Да и не такая тяжелая, как металлические прутки.

Стеклопластиковая арматура

(полимерная арматура)

Строительная неметаллическая полимерная композитная арматура для армирования бетона производится «Ярославским заводом композитов» согласно техническим условиям, разработанными на основе собственных патентов (№153447, №156224), а также ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия» и ГОСТ 32486-2013 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения характеристик долговечности».

Эти документы устанавливают общие технические условия и распространяются на композитную полимерную арматуру периодического профиля, предназначенную для армирования обычных и предварительно напряженных строительных конструкций и элементов, эксплуатирующихся в средах с различной степенью агрессивного воздействия, методику определения и испытаний структурных и технических характеристик.

Согласно технологии производства композитная арматура Ярославского завода композитов представляет из себя несущий стержень и обмоточный жгут, навитый на несущий стержень под углом, отличающаяся тем, что обмоточный жгут навит на несущий стержень под углом от 30 до 70°, при этом рельеф поверхности несущего стержня образован не контактирующей с жгутом боковой поверхностью несущего стержня, которая выполнена с периодическим профилем, представляющим собой чередующиеся профили, соответствующие профилю боковой поверхности параболической бочки.

По ГОСТ 31938-2012 строительная неметаллическая полимерная композитная арматура для армирования бетона классифицируется как АКП – арматура композитная периодического профиля и подразделяется на виды:

АСК – арматура стеклокомпозитная или арматура стеклопластиковая;

АБК – арматура базальтокомпозитная или арматура базальтовая;

АУК – арматура углекомпозитная или арматура углепластиковая;

ААК – арматура арамидокомпозитная или арматура арамидопластиковая;

АКК – арматура комбинированная.

АКП выпускается номинальными диаметрами от Ф2мм до Ф32мм

(2, 2,5, 3, 3,5, 4, 6, 8, 10, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32)

Полимерная арматура в строительстве фундаментов

Полимерная арматура применяется в строительстве, начиная с 70-х годов 20 века. Первые страны, прибегнувшие к помощи полимерной арматуры в строительстве фундаментов — это США и Япония. В нашей стране полимерная арматура получила широкое распространение только в последнее десятилетие.

Состав полимерной арматуры

Полимерная композитная арматура состоит из нитей ровинга (разного типа — стеклянный, базальтовый, углеродный), параллельно связанных между собой полимерным материалом.

Полимерное производство состоит из следующих этапов:

  • Изготовление стекловолокна
  • Пропитывание стекловолокон синтетическими смолами
  • Соединение волокон между собой
  • Формирование рельефного сечения стержня с целью создания возможности лучшего сцепления полимерной арматуры с бетоном
  • Полимеризация за счёт термообработки в печи

Преимущества полимерной арматуры (характеристики)

Малый вес полимерной композитной арматуры (лёгкость в транспортировке, доставке). Бухту полимерной арматуры легко перевозить в багажнике даже легкового автомобиля, не треб. спец. аппаратура и лишние рабочие руки для погрузке и разгрузке композитной арматуры. Также лёгкий вес полимерной арматуры не создаёт дополнительную нагрузку на фундамент в результате чего снижается риск проседания почвы.

Высокая удельная прочность стеклопластиковой арматуры

Низкая теплопровдоность композитной арматуры

Полимерная арматура не подвержена коррозии

Долговечна

Полимерная арматура характеризуется радиопрозрачностью, теплопроводностью (не создаёт мостков холода), магнитопрозрачностью.

Любая строительная длина

Использование полимерной арматуры

  • Полимерную арматуру используют для строительства фундаментов, чаще всего ленточных.
  • Для уплотнения дорожного полотна
  • Арматуру полимерную применяют для создания конструкций, в которых антикоррозийная стойкость является одним из ключевых параметров (строительство дамб, причалов и пр.)

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.

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:

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.

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.

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.