Какая арматура лучше – металлическая или стеклопластиковая?

Подготовка материалов для сборки армирующего каркаса

Для повышения общей прочности бетонного монолита, его усиливают конструкцией из стеклопластиковой арматуры в виде плоской сетки или пространственного каркаса, которые собирают из круглых прутов переменного или постоянного сечения. Отдельные элементы таких конструкций соединяют между собой с помощью вязальной проволоки, фиксирующих хомутов или специального пистолета. Поэтому для вязки армирующего каркаса необходимо приобрести:

• пластиковую арматуру проектных диаметров;
• вязальную проволоку или затяжные хомуты.

Вязальная проволока должна быть круглого сечения и диаметром не менее 1 мм, чтобы обеспечить необходимую прочность соединения и не лопнуть при скручивании. Для быстрого получения отрезков проволоки нужной для вязки длины, всю свернутую бухту необходимо разрезать болгаркой на 3 или 4 части.

Изгибать арматуру из стекловолокна следует очень осторожно, не применяя термической обработки. Упругие свойства пластика делают процедуру сгибания довольно трудной

Поэтому для сборки углов и примыканий рекомендуется покупать согнутые элементы заводского изготовления.

Места пересечений стеклопластиковой арматуры под ленточный фундамент можно соединять прямыми отрезками или собирать одну из пересекающихся конструкций по месту установки.

Сборка арматурных каркасов может выполняться на открытом месте, в стороне от выкопанной траншеи. Правильная укладка уже собранной конструкции предусматривает расстояние от стенок опалубки и дна не менее 25 мм.

Общее описание и технология изготовления

Благодаря низкой стоимости и хорошим эксплуатационным качествам, наибольшее распространение получила арматура из стекловолокна. Ее прочность немного ниже, чем у других композитов, но снижение затрат оправдывает ее применение. Для его изготовления используют:

• штапельное стекловолокно;
• эпоксидные термореактивные смолы в качестве связующего;
• специальные полимерные добавки для повышения прочности и улучшения других характеристик.

Композитная стеклопластиковая арматура для фундамента может иметь гладкую или рифленую поверхность. По технологии изготовления первоначально из стекловолокна формируют жгуты необходимого диаметра и пропитывают их эпоксидной смолой. После, для получения рифленого переменного сечения, поверхность гладкого прута обматывают по спирали шнуром, который так же сплетен из стекловолокон. Затем полученные заготовки полимеризируют в печи при высокой температуре и, после охлаждения, режут на прямые отрезки или сматывают в бухты.

Преимущества стеклопластиковой арматуры перед металлом

От строителей можно услышать, что пластик просто не может быть материалом, который способен обеспечить качественное и надежное армирование бетона. Однако практика показывает, что это мнение ошибочно. Композитные армирующие материалы не только не уступают по прочности стали, но и превосходят ее. Кроме этого? они имеют ряд других преимуществ, среди которых следует отметить:

• Небольшой вес, в 5-8 раз меньше, чем у металла. Следовательно, стеклопластиковую арматуру проще погрузить, перевезти и после этого работать с ней.
• Материал поставляется в бухтах. Занимает меньше места при перевозке и хранении. Не требуется дорогой длинномерный транспорт. Кроме этого длина арматурного прута при сборке каркаса или сетки может быть любой, без дополнительных стыковых соединений.
• Композитная арматура не проводит электрический ток и не намагничивается.
• Не подвержена коррозионному воздействию и способна работать даже в кислых и щелочных средах.
• Стеклопластик устойчив к воздействию низких температур и, в отличие от стали, не теряет своих свойств даже при -60˚C.
• Лабораторные испытания на разрыв и прочность показали, что пластиковая арматура превосходит стальную по этим параметрам в 3 раза.
• В отличие от металла, полимеры не обладают повышенной теплопроводностью. Это означает, что мостики холода в плотных конструктивных элементах полностью исключаются.

Использование композитных материалов для армирования позволяет получать очень прочные, долговечные, износостойкие и, в то же время, легкие конструкции.

Сравнение пластиковой и металлической арматуры

Итак, что же все-таки выбрать – композитную арматуру или металлическую? Очевидно, что выбор зависит от условий эксплуатации и назначения бетонного основания. Однозначно утверждать, что тот или иной материал лучше, нельзя. В каждом конкретном случае выбирают определенный материал, наилучшим образом отвечающий задачам.

Например, для строительства многоэтажного дома главной характеристикой для арматурного каркаса плит перекрытия является упругость. В этом случае лучше всего подойдет традиционный стальной прут, который не прогнется даже при существенных нагрузках на больших пролетах.

Сравнение характеристик.

Но если требуется собрать каркас для оснований, работающих в условиях повышенной влажности (опоры мостов, береговые конструкции), требуется повышенная коррозийная устойчивость арматуры. Выход – использовать стеклопластик. Также армопояс из стеклопластика подойдет для заливки ленточного фундамента под одноэтажный индивидуальный дом из газобетона или пеноблоков.

Если рассматривать стоимость обоих материалов, то четкого ответа – что дешевле, получить не удастся.

Технология армирования фундаментов

• установка опалубки;
• разметка уровня заливки бетона;
• сборка армирующего каркаса;
• заливка бетона;
• снятие опалубки.

Предлагаем ознакомиться Как сделать экран под ванну из плитки 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.

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.

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.

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.

Использовать для вязки плоскогубцы не очень удобно. Они не обеспечивают необходимой плотности охвата соединения и требуют приложения больших усилий. Поэтому стальную проволоку скручивают на арматурных прутах при помощи специальных крючков или вязального пистолета. Магазины инструмента предлагают к продаже два вида крючков, предназначенных, чтобы вязать арматуру:

• простые ручные, которые необходимо все время вращать во время работы;
• полуавтоматические винтовые, с вращающимся при нажатии на ручку крючком;
• пластиковые фиксаторы в виде одеваемых на арматуру колец и вертикальных стоек.

Простой крючок можно не покупать, а сделать самостоятельно (подробнее о том, как это сделать — тут), согнув его из толстой стальной проволоки и заточив острие. В этом случае вам будет чем вязать проектную конструкцию из прутов и без покупки инструмента.

Способ применения вязального пистолета ускоряет и упрощает процесс, но этот достаточно крупный инструмент может не обеспечить доступ в отдельные места. Кроме этого, такой инструмент приводит к перерасходу проволоки.

Для того, чтобы арматурный каркас или сетка приняли необходимую пространственную форму и не изменили ее при заливке бетона, все отдельные элементы необходимо надежно соединить между собой. Наиболее часто для этого используют вязальную проволоку. Вязка — это простой и быстрый способ соединения, для которого не требуется высоких квалификационных навыков.

Предлагаем ознакомиться Установка, выбор и виды арматуры для бачка унитаза. Клапан для сливного бачка: -инструкция по монтажу своими руками, особенности запорных конструкций, устройство, ремонт, схема, цена, фото

Весь процесс того, как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента, можно разделить на следующие пошаговые этапы:

• свернутая в бухту арматура разматывается и нарезается на отрезки проектной длины;
• на поперечные прутья нижнего арматурного слоя надеваются пластиковые фиксаторы;
• на расставленные поперечные элементы на заданном друг от друга расстоянии укладываются продольные пруты;
• во всех местах пересечений арматуры выполняются соединения путем скручивания петель из сложенной вдвое вязальной проволоки;
• после сборки нижнего ряда к пересечениям наружных ячеек вяжутся вертикальные арматурные элементы;
• к верхним концам или к середине вертикальных стоек, в зависимости от проектного количества рядов, привязываются поперечные отрезки;
• укладывается и вяжется следующий ряд продольной арматуры;
• собранный каркас переносится и устанавливается внутрь опалубки для ленточного фундамента.

Если стоит выбор: какая арматура лучше, металлическая или стеклопластиковая?

Как уже было сказано, отзывы строителей о пластиковой арматуре уверенно подвигают металл по многим позициям. Тепловодность стекловолокна – 0,35 против 46 Вт/м у металла. Изделия из стеклопластика превосходят металл по упругости и пластичности, а прочнее они почти втрое. Так можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для фундамента как единственный укрепляющий материал?

Сопротивление коррозии у композита гораздо выше, к тому же этот материал является диэлектриком

Однако, сталь пока еще не сдается окончательно. Сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры говорит о том, что сталь более устойчива к изгибанию, то есть не ломается при предельной нагрузке. Это делает её незаменимой при производстве плит перекрытия и других подверженных деформации объектов. Так что не стоит списывать стальные изделия со счетов.

Идеальный вариант – комбинирование двух материалов, которое сделает ваши конструкции просто вечными

Вязка пространственных армирующих конструкций

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

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

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

рмнт.ру

Расчёт композитного армирования

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

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

Поэтому при армировании композитной арматурой выгодно обратить внимание на фундаменты сложных сечений.

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

Какую арматуру лучше использовать для фундамента

Какая арматура лучше металлическая или стеклопластиковая при строительстве фундаментов?

Выбор арматурных прутов для фундамента зависит от нагрузок будущей конструкции. Для ленточных фундаментов одноэтажных домов и хозяйственных построек можно использовать композитные изделия, для многоэтажных зданий со свайно-плитным фундаментом применяется стальная арматура соответствующего вида и диаметра сечения. Сетка из стекловолоконных прутов при заливке бетоном начинает менять форму под давлением. Можно комбинировать стальную и композитную арматуру, сваривая основной каркас из металлических прутов и заполнять его стеклопластиковыми стержнями.

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

Благодаря применению новейших технологий на строительном рынке появился композитный полимерный материал, успешно замещающий традиционные металлические аналоги.

Так при создании каркасной основы для фундамента вместо стальных аналогов используется стеклопластиковая арматура. Популярность материал приобрел благодаря многочисленным достоинствам.

Но армирование фундамента стеклопластиковой арматурой требует строгого соблюдения технологий и правильного выбора диаметра прутьев.

Что собой представляет армирующий материал

Стеклопластиковая арматура — это неметаллические прутья круглого сечения, которые бывают гладкими и рифлеными с поперечными выступами.

Диаметр варьирует от 4 до 20 мм, длина прутьев составляет 12 м, в бухтах — от 100 до 150 м.

В основном применяется стеклопластиковая арматура для фундамента ленточного типа, а также при укладке дорожного полотна и создания различных сооружений из бетона.

Особенности

Производство стеклопластиковой арматуры осуществляется в соответствии ГОСТ 31938.

Для изготовления стержней используются стеклянные, базальтовые, арамидные или углеродистые (графитовые) волокна, которые создают упругий сердечник.

Пропитываются нити специальным полимерным связующим термореактивного или термопластичного действия (эпоксидными смолами) и составами для затвердевания, в результате получается арматура высокой прочности.

Композитный материал в зависимости от состава волокон подразделяется на:

• Арматуру стеклопластиковую — АСП (АСК);
• Базальтокомпозитную — АБК;
• Углекомпозитную — АУК;
• Арамидокомпозитную — ААК;
• Комбинированную с композитными составляющими — АКК.

Для повышения адгезийных свойств поверхность стеклопластиковой арматуры покрывается песком, за счет чего образуется хорошая сцепляемость с бетонной поверхностью. Выступы также улучшают соединению с бетоном.

Достоинства и недостатки

У стеклопластиковой арматуры имеется множество положительных свойств, из которых можно выделить:

Высокую удельную прочность. Небольшой вес (100 метровая бухта имеет массу около 10 кг)

Но при этом снижение веса самой бетонной конструкции не является настолько значимым, чтобы данный показатель можно было принимать во внимание при строительстве, как малых, так и крупных объектов, потому что основную массу составляет бетон. Низкую теплопроводность, за счет чего отсутствуют мостики холода

Большую длину (реализуется в бухтах/мотках). При создании каркаса приходится использовать меньшее количество материала, за счет того, что сокращаются участки, где прутья укладывается внахлест. Компактность

Арматуру легко транспортировать и нет необходимости в использовании специального транспортного средства для ее доставки на объект, так как скрученный в бухту материал свободно помещается в багажник легкового автомобиля. Кроме этого 1-му рабочему под силу перенести сразу несколько бухт. Диэлектрическую непроницаемость и радиопрозрачность — не проводится ток, отсутствуют радиопомехи внутри здания, сооружения. Устойчивость к агрессивным средам и химическим воздействиям. Неподверженность коррозии. Прутья используются в условиях влажной среды, и даже при длительном контакте с водой не появляется разрушающая ржавчина. Высокую прочность на растяжении. Хорошую устойчивость к перепадам температуры. Отсутствие трещин, за счет того, что показатели теплового расширения полимерного состава и бетона максимально приближены. Значительную экономию на количестве и транспортировке. Долговечность.

Несмотря на большой список положительных факторов у стеклопластиковой арматуры имеются недостатки:

• Высокая цена. Но этот отрицательный момент компенсируется возможностью применения композита меньшего диаметра, который стоит дешевле.
• Низкая термоустойчивость.
• Плохая гибкость. Согнуть пруток на 90° можно только в заводских условиях.
• Низкий показатель упругости на излом.
• Каркас из прутьев композита не имеет высокой жесткости, в результате чего не обладает хорошей устойчивостью к вибрациям и нагрузкам, которые создаются во время заливки бетона с помощью миксера.

Напрягаемые арматурные изделия

Сетками и каркасами армируют ненапрягаемые железобетонные конструкции. Предварительно напряженные изделия укрепляются канатами и арматурными пучками. Натяжение элементов производится следующими способами:

• на упоры. Изделия бетонируют после натягивания на специальные формы и фиксируются зажимами. После застывания смеси фиксаторы снимают;
• на бетон. В опалубке монтируются каналообразователи (трубы, стержни), сечение которых на 10-15 мм больше, чем диаметр изделия. Через 2-3 часа после бетонирования их извлекают, в отверстие вставляют арматуру и натягивают ее;
• электромеханическим способом. Через арматуру пропускается переменный ток нужной частоты. За счет теплового расширения изделие удлиняется, а после остывания укорачивается, передавая усилие сжатия на бетон.

Предварительно напряженные ЖБИ долговечны и эффективно противостоят динамическим нагрузкам.

На видео показан процесс преднапряжения арматуры специальным домкратом

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.

Структура, применение стеклоарматуры

Конструктивное исполнение данного стройматериала зависит от технологии изготовления, используемой производителем. Выпускается в форме прутков, состоящих из двух частей.

• Внутренний стержень. Параллельно расположенные или сплетенные между собой нити стекловолокна. Их крепление обеспечивается за счет пропитки полимерной смолой.
• Внешний слой. Представляет собой навивку из композитного материала.

Технические параметры:

• предел прочности при растяжении от 800 до 1000 МПа;
• модуль упругости при растяжении 45 – 50 ГПа;
• прочность при сжатии 300 МПа;
• прочность при поперечном срезе 150 МПа;
• эксплуатационная температура от -30 до 60° C.

Прочностные характеристики арматуры из стеклопластика зависят от диаметра прутка (от 4,0 до 32 мм). Благодаря широкому диапазону из СПА можно делать тонкую сетку, прочные каркасы для несущих конструкций. Стройматериал реализуется нарезанными хлыстами или в виде бухт длиной до 100 метров.

Преимущества СПА

Повышенная влажность, воздействие агрессивных сред приводят к повреждению стальной арматуры, разрушению железобетонных конструкций, дорожных покрытий, полов производственных цехов. Использование стеклопластиковой арматуры помогает избежать развития негативных последствий и увеличить сроки эксплуатации строительных объектов. СПА соответствуют всем стандартам строительной сферы.

• Она отличается высокой прочностью, долговечностью. Выдерживает испытания на разрыв, растяжение, превосходит по этим показателям традиционные металлические прутья. Срок службы стройматериала 50-80 лет.
• Благодаря высоким антикоррозионным свойствам повышенная влажность и воздействие агрессивных сред не влияют на технические характеристики стройматериала.
• Конструкции, созданные на основе СПА, хорошо сохраняют тепло за счет низкой теплопроводности.
• Шероховатое покрытие арматуры из стекловолокна обеспечивает прочное сцепление с другими стройматериалами.
• Деформация и нарушение целостности не меняют первоначальную форму конструкции.
• Диэлектрические свойства, отсутствие намагничивания учитываются при строительстве объектов.
• Упаковка в бухты уменьшает расход благодаря сокращению количества нахлестов и применения бесшовной укладки.
• Незначительный уровень упругости СПА дает возможность безопасного и быстрого погашения деформирующих вибраций.
• За счет небольшого веса снижается общая масса всей конструкции.
• Изделия отвечают всем требованиям экологической безопасности.

При использовании композитных материалов не требуется применение сварочного оборудования, устройств для резки металлов.

Металлопрокат продается по весу, а СПА реализуется погонными метрами. У людей, не знающих такой тонкости, создается обманчивое мнение, что металлические изделия обходятся дешевле.

Недостатки

Наряду с достоинствами данный вид строительного материала имеет несколько минусов:

• Смолы, связующие стекловолокно, возгораются при температуре 200° C. Нельзя использовать на промышленных объектах, в проектах которых заложен огнеупорный бетонный монолит.
• Композитные прутья имеют низкую прочность на излом. Это не позволяет согнуть их под малый радиус самостоятельно. Застройщик вынужден заказывать гнутые элементы у производителя.
• Модуль упругости СПА в 4 раза меньше чем у металлопроката.

Перечисленные недостатки необходимо предусматривать на этапе проектирования.Где используется стеклопластиковая арматура

Области применения СПА:

• Армирование фундаментов, стяжек, стен в гражданском и производственном строительстве.
• Укрепление автомагистралей, дорог местного значения.
• Использование в качестве стержней, сеток в сооружениях из бетона.
• Возведение многослойных кирпичных стен, газосиликатных блоков.
• Строительство канализационных, мелиорационных сооружений.
• Проведение утепления зданий. СПА позволяет увеличить сцепление бетонных плит, между которыми прокладывается утеплитель.
• Реконструкция, строительство объектов с повышенной сейсмической устойчивостью.
• Возведение сооружений в портах, укрепление побережья.
• Армирование конструкций из клееной древесины.