Металлическая арматура считается надёжным вариантом для формирования «скелета» монолитного бетона. И сегодня её важность и необходимость в строительстве не подвергается сомнению, хотя на рынке появился и стабильно прогрессирует новый вид арматуры – композитная или стеклопластиковая (СПА). «Новым» материал можно назвать весьма условно, он пришёл на рынок 50 лет назад. Для России стеклопластик был неактуален до недавнего времени, у нас достаточно ресурсов для производства собственного металла по разумной для строительства цене.
В то же время, стеклопластиковая арматура по ряду свойств догнала и перегнала металл, а выводы о прочности и долговечности материала можно сделать и на мировом опыте эксплуатации СПА.
Структура композитной арматуры
Из стеклопластикового волокна с полимерной связующей пропиткой изготавливается строительный материал в виде рельефных стержней заданной величины – стеклопластиковая арматура. Структура материала:
- Внутренний стержень. Служит обеспечением основных функциональных характеристик. В изготовлении используются волокна из стеклопластика. Они размещаются в структуре стержней параллельно либо в виде плетения «косичкой», далее заливаются полимерной смолой.
- Наружное покрытие. Выполняется способом навивки на внутренний стержень композитных волокон либо напылением на него мелкофракционного абразива.
Назначение
Композитная стеклопластиковая арматура – вид строительной арматуры, она производится в виде стержней разной длинны, имеющих внешнее сечение в виде спирали. Изготавливается из стекловолокна и связующих смол. Волокно обеспечивает необходимую прочность, а смола связывает волокна между собой. Внедрение в технологию строительства данной арматуры не только снижает стоимость работ до 50%, но также увеличивает срок эксплуатации объекта. Достоинством данной арматуры является высокая прочность и малый удельный вес. Поэтому такая арматура является сильным конкурентом простой металлической арматуры. Стеклопластиковая арматура обладает рядом физико-механических качеств позволяющих использовать ее в очень агрессивных средах. Со временем материал не ржавеет, не разрушается при контакте с бетоном. Благодаря своим плюсам, композитная стеклопластиковая арматура практически вытеснила металлическую во многих областях строительства: армирование ленточных и монолитных фундаментов в малоэтажном строительстве, армировании бетонной стяжки пола. Она нашла применение во многих уголках нашей планеты. Используется при строительстве небоскребов в странах Востока, стройплощадках Европы, а в Японии — это основной вид арматуры при строительстве зданий, к которым предъявляют повышенные требования к сейсмической устойчивости.
Типоразмеры и параметры
Диаметр производимой СПА варьируется в диапазоне 4 – 18 мм. Изделия выпускаются в виде мерных прутов либо в бухтах.
Общая длина арматуры в бухте зависит от используемого в её изготовлении технологического оборудования. СПА диаметром 12 мм и более предлагаются потребителю исключительно в виде прутков.
К основным параметрам, влияющим на область применения, относятся вес одного метра и диаметр композитного прутка.
Дополняющей характеристикой можно считать шаг навивки, но сегодня практически все производители выпускают арматуру с шагом 15 мм.
Анализ и сравнение основных параметров двух типов армирующих материалов
Получить полный и аргументированный ответ на вопрос, какая арматура лучше, можно при тщательном сравнении основных параметров пластиковой и металлической арматур.
| Свойства материалов | Стальная арматура | Стеклопластиковая композитная |
| Упругость и пластичность | Металл обладает достаточно высоким уровнем этих свойств материала | Стеклопластиковый ствол имеет высокий уровень упругости |
| Предел прочности | Стальная арматура по этому свойству уступает пластиковой. Данная величина у этого материала равна 390 мПа. | Стеклопластиковые нити имеют большое преимущество. Прочность материала равна 1300 мПа. |
| Коэффициент теплопроводности | В этом вопросе металл, значительно проигрывает сопернику. Данный коэффициент равен 46 Вт/(м*К). | Эта величина намного меньше, чем у стали и она равна 0,35 Вт/(м*К). |
| Плотность материала | По этой характеристики предпочтительней стальные прутки. Их плотность равна 7800 кг/м3. | Здесь стеклопластик значительно проигрывает стали. Его плотность равна 1900кг/м3. |
По стойкости пластика к коррозии и химическим веществам он предпочтительней стального. Также лучше этот материал по уровню электробезопасности и не препятствованию радиоволн в помещение. Решить какой материал предпочтительней, в общем, не сможет ни один специалист.
Только выполнив и других элементов здания и сравнив его с расчетом конструкции с применением стальной арматуры можно получить аргументированный ответ. И только после этого армируем детали здания и бетонных изделий спокойно и с уверенностью в выбранном материале.
Сферы применения
В связи с востребованностью стеклопластиковой арматуры в строительстве, производители стали предлагать изделия не только в традиционном исполнении, — бухтах и прутках. На рынке появились стеклопластиковые армирующие сетки и готовые армокаркасы в различных вариантах исполнения по форме и габаритным параметрам.
Композитная арматура применяется при выполнении ряда строительных работ и изготовлении строительных конструкций:
- Армирование конструкций из монолитного бетона: стен, колодцев, покрытий, фундаментов.
- Укрепление кладки из штучных стеновых материалов, — кирпича, камня, а также блоков пористых и облегчённых всех видов.
- В устройстве дорожных покрытий и укреплении насыпей.
- Возведение зданий с применением технологий несъёмной опалубки.
- Обеспечение гибких связей несущих, облицовочных, укрепляющих слоёв в устройстве многослойных стен и иных конструкций.
- Изготовление опор ЛЭП и железнодорожных шпал.
- Применение в качестве дюбелей для крепления теплоизоляции сооружений.
- Устройство инженерных коммуникаций, канализации, водоотведения.
- Создание мелиоративных систем.
- Особую популярность композитные изделия получили у дачников и владельцев приусадебных участков. СПА используется на дуги теплиц, для создания декоративных и хозяйственных ограждений, поддержки плодовых деревьев.
Технология постройки.
Для постройки ленточного фундамента используются точные расчеты и конкретный план действий. Для начала выкапывают траншею в длину от 30-80 см. Ее габариты рассчитывают от необходимых данных о замерах, массы и площади будущей конструкции.
Потом в зависимости от типа земли, условий и габаритной массы высчитывается закладочная глубина. Обычное стандартное заглубление составляет от 60-80 см, но при индивидуальных подсчетах глубина ленточного фундамента может быть абсолютно иной.
Создается своеобразная прослойка-подушка с добавлением гравия, которая будет улучшать укладку. Ее необходимо очень сильно полить. Создается стеклопластиковая арматура для ленточного фундамента площадью 10 мм. Ее монтаж происходит на кирпичи или на прочие возможные опоры с расчетом, чтобы от низа оставалось 5-10 см.
Начальные прутики монтируют с учетным и программным расстоянием от стенок котлована в 10 см, затем с равным промежутком в 40 см туго закрепляют вертикальные и поперечные стойки. На них фиксируют первые два верхних прутика из арматуры и привязывают между собой поперечными прутьями.
Стеклопластиковая арматура.
Разновидности стеклопластиковой арматуры.
Делается форма (опалубка) фундамента. Для этого берется обрезная дощечка в ширину 25 мм, и сколачиваются из нее прямоугольники нужного размера (с учетом замеров фундамента), который должен быть выше уровня земли где-то на 30 см. После этого из приготовленных прямоугольников собирают коробку и устанавливают на место фундамента, ставят распорные бруски и посыпают грунт.
Готовая форма заливается бетоном. Если же были использованы опорные столбы, то они должны быть вмонтированы и точно выровнены по уровню заливки бетона. Делается это все, исходя из расчетов и полученных данных.
Ребристые и гладкие стержни
Ребристый профиль изделиям необходим для улучшения сцепления с бетонной смесью. Иногда, с этой же целью, поверхность арматуры в процессе застывания посыпается песком.
Стеклопластиковые стержни с гладкой поверхностью не могут иметь должного сцепления с бетоном, — поэтому они менее востребованы в качестве арматуры для бетонных работ.
Но цена гладких прутов значительно ниже, поэтому есть смысл использовать их в качестве вспомогательных изделий с минимальной нагрузкой при сборке каркаса для армирования.
Технические характеристики
| Характеристики | Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС) |
| Материал | Стеклоровинг, связанный полимером на основе эпоксидной смолы |
| Предел прочности при растяжении, МПа | 1000-1300 |
| Модуль упругости, Мпа | 50 000 |
| Относительное удлинение, % | 2,2 |
| Плотность, т/м3 | 1,9 |
| Коэффициент линейного расширения αх*10-5/°C | 9-12 |
| Временное сопротивление при растяжении, МПа | От 750 |
| Коррозионная стойкость к агрессивным средам | Нержавеющий материал, первой группы химической стойкости, в том числе к щелочной среде бетона |
| Теплопроводность | Нетеплопроводна |
| Электропроводность | Неэлектропроводна — диэлектрик |
| Выпускаемые профили, мм | 4 — 24 |
| Длина | Возможна любая длина стержней и поставка в бухтах. |
| Экологичность | Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение, не выделяет вредных и токсичных веществ |
| Долговечность | Прогнозируемая долговечность не менее 100 лет |
| Параметры равнопрочного арматурного каркаса при нагрузке 25 т/м2 | При использовании арматуры 8 АКС размер ячейки 23 x 23 см. вес 0,61 кг/м2. Уменьшение веса в 9 раз. |
Преимущества композитной арматуры
Благодаря сочетанию неметаллических волокон и связующего композитного состава арматура из стеклопластика приобрела дополнительные качества и свойства, активно используемые на практике:
- незначительный удельный вес, что снижает затраты на транспортировку и облегчает монтаж;
- не требуются сварочные операции;
- предел прочности, почти вдвое превышающий аналогичный параметр металла;
- химическая стойкость;
- низкий уровень теплопроводности в сочетании с широким температурным диапазоном эксплуатации;
- высокий показатель диэлектрической проницаемости.
Преимущества самого материала дополняются особенностями технологического процесса:
- все нити сердцевины одинаково напряжены, что усиливает прочность СПА;
- поток нити на этапе скручивания очищается от всевозможных загрязнений, что обеспечивает оптимальный расход компонентов при изготовлении и способствует снижению итоговой стоимости изделий;
- для повышения химической стойкости и повышения адгезии с бетоном арматура покрывается слоем винилэфирной смолы.
Подведя итоги.
Как видно из списка, сделать ленточный фундамент на стеклопластиковой арматуре несложно и не требует особых знаний. Поняв, что такое стеклопластиковая арматура, каждый может существенно сократить свое время и средства на установку короба и при этом выиграть в качестве и прочности материала.
Единственное условие — это соблюдение поэтапности при его возведении. Каждый этап следует начинать после полного завершения предыдущего. При установке фундамента очень важны расчеты глубины, толщины и в этом хорошо помогает программный расчет на компьютере. Рассчитав, таким образом, будущие данные, можно существенно сократить время на лишние измерения и неоправданный расход материалов.
Немалую роль играет и выбор материалов для установки и изготовления. Стоит отдать предпочтение качественному, сертифицированному материалу и компонентам при его получении. Использование хорошего материала и точное выполнение плана действий — залог получения надежного фундамента в будущем.
Стоит заметить, что вся постройка и ее будущее состояние будет напрямую зависеть от правильности заливки фундамента, так как он является главной опорой для будущей постройки и к его установке стоит отнестись максимально серьезно.
Рекомендации по выбору изделий
Критерии выбора СПА для выполнения строительных работ:
- соответствие диаметра изделия заявленным значениям;
- качество намотки внешнего слоя;
- наличие сертификатов качества и протоколов испытаний материала.
Если после визуального осмотра выясняется, что цвет арматуры темнее заявленного производителем, то такие изделия приобретать не рекомендуется. Потемнение СПА означает нарушение температурного режима при изготовлении, изделие считается горелым, а его технические характеристики не соответствуют декларированным.
В каких сферах используется стекловолоконная арматура
Использование армированных прутьев из стеклопластика отмечено в крупном строительстве промышленных площадок, при возведении частных домов. Примеры использования арматуры:
- Для армирования стен из разных материалов — кирпичные, газосиликатные постройки. Удается облегчить сооружение, сэкономить часть бюджетных средств.
- Чтобы связать бетонные конструкции с внутренней прослойкой в виде утеплителя. Арматура — связующее звено.
- Для укрепления конструкционных сооружений, которые установлены в местах, где на материал может влиять коррозия — искусственные, природные водоемы. Преимущество перед металлическими прутьями.
- Возможно армирование клееной древесины. Необходимо для повышения прочности, жесткости конструкции.
- При возведении фундамента ленточного типа с заглублением в землю. Возможно строительство одноэтажных домов.
- Для повышения жесткости полов в частном доме.
- Повышение прочности дорожек, срока службы.
Сравнение характеристик арматуры стальной и стеклопластиковой
Не стоит сравнивать и оценивать арматуру стальную и композитную, разделяя по комплексу характеристик на оценки «хорошая» или «плохая». Есть точные определения, когда стеклопластиковая арматура применяться не должна, а когда может быть лучшим решением.
Как правило, обоснованием любого выбора становятся технические характеристики стеклопластиковой арматуры и её конкурента из металла.
Сравнение указанных видов арматуры неизбежно, так как они имеют сходные параметры и сферы применения, а значит, могут взаимно заменяться при соблюдении определённых условий.
Особенности монтажа СПА
Свойства и технические характеристики СПА, делают материал практически идеальным для строительства дома своими руками. Для того, чтобы дом был прочным и прослужил нескольким поколениям семьи, важно грамотно выполнить монтаж стеклопластиковой арматуры, учитывая ее недостатки.
Горизонтальное армирование фундамента
Укладка СПА для армирования фундамента выполняется после установки опалубки и подготовки площади. После этого укладывают продольный слой прутьев. Для этого берут прутки диаметром 8 мм. На него укладывают поперечный. Для этого берут 6-ти миллиметровую СПА. Эти слои образуют сетку. Узлы соединения фиксируются затяжными хомутами либо вязальной проволокой, диаметр которой 1 мм, в 2 пояса. Соединения выполняют с помощью крючка для вязки арматуры, который можно купить либо изготовить самостоятельно используя толстую проволоку. Для больших объемов работ рекомендуется пользоваться аппаратом для вязки с электроприводом.
Края сетки из прутков должны быть в 5 см от опалубки. Добиться необходимого расположения можно посредством фиксаторов либо обычных кирпичей. Когда сетка готова и расположена правильно, заливают бетонную смесь. Здесь необходимо соблюдать осторожность. Арматура для фундамента АСП не обладает такой твердостью, как стальная. При неосторожной заливке, она может прогнуться или сместиться с заданного положения. Если прутки сместятся, исправить ситуацию после заливки будет крайне сложно.
Для получения прочного фундамента без пустот, залитую бетонную смесь утрамбовывают строительным вибратором.
Недостатки
Популярность стеклопластиковой арматуры обоснована рядом безусловных достоинств, но материал имеет и недостатки, способные перечеркнуть все преимущества.
Низкий модуль упругости
Этот показатель означает, что композитные изделия не следует использовать для армирования монолитных перекрытий либо их участков. В случае крайней необходимости применения именно СПА, — необходимо провести тщательные технические расчёты.
Низкая термическая устойчивость
Стеклопластиковая арматура – это самозатухающий материал, который не может стать распространителем огня в бетонных конструкциях. Но при высоких температурах изделия СПА резко теряют свои функциональные прочностные характеристики, что ограничивает сферу применения композитной арматуры.
Потеря прочности
Арматура из стеклопластика со временем снижает либо утрачивает прочностные характеристики (полимерные органические связи разрушаются — так называемый процесс «старения» органики). Процесс ускоряется при воздействии на арматуру щелочных сред. Во избежание этого недостатка следует применять композитные изделия с добавлением редкоземельных металлов.
С учётом всех перечисленных, даже уникальных достоинств арматурных стеклопластиковых прутов, их применение допускается только в условиях и конструкциях, где материал не будет испытывать разрушительных для него нагрузок и воздействий.
Выводы и рекомендации
Принимая во внимание ценовой фактор (равнопрочный со сталью композит обойдется дороже) мы не можем рекомендовать композитную арматуру для повсеместного применения в частном строительстве.
Для армирования ригелей, плит перекрытия, несущих балок, колонн и диафрагм жесткости специалисты настойчиво советуют не ставить ее. Как конструктивную такую арматуру использовать можно. Для армирования плитных фундаментов она может использоваться.
Плитный фундамент с каркасом из стеклопластиковой арматуры
Для усиления свайных ростверков и ленточных фундаментов лучше купить стальные прутья.
Нюансы и особенности
Как и о всяком относительно новом строительном материале, об СПА в профессиональной и дилетантской среде имеется много противоречивых мнений. Попробуем разобраться в подлинности и обоснованности некоторых суждений.
О сгибании СПА
Необходимость согнуть арматуру достаточно часто возникает в ходе строительства, непосредственно на объекте. Но стеклопластиковые стержни невозможно согнуть качественно непосредственно на месте её установки, — в этом отличие её от металла. Строители часто считают это минусом СПА, но не критическим. Есть два приемлемых решения:
- Гнутые элементы заказываются производителю заранее, если есть проект армирования или хотя бы понимание необходимости сгибания.
- Возможно применение смешанного армирования. В этом случае композитные пруты соединяются с угловыми элементами из металлической арматуры.
О нормативной базе на использование СПА
Противники стеклопластиковой арматуры в строительстве утверждают, что её использование на стройке незаконно, так как отсутствуют нормативы и стандарты на её применение. Это всего лишь полуправда. На самом деле применять композитные стержни разрешено ГОСТом, никто не вправе запретить реализацию проекта с проверенными экспертизой расчётами нагрузок. Но проблема есть, — это отсутствие программ и утверждённых моделей расчёта конструкций для использования композитной арматуры. Но для малоэтажного строительства в подобных нормативах и программах нет нужды. Построить небольшой дом или дачу с использованием СПА можно, для чего можно воспользоваться примерными нормами и советами знающих профессионалов.
О цвете композитных стержней
Изначальный, стандартный цвет СПА – светло-желтоватый. Как более редкий вариант, – чёрный, если исходным материалом является базальт. Придать привлекательность композитным прутам призван цвет, — это ход скорее маркетинговый, необходимостью он не вызван. Но на рынке произошёл некий информационный вброс: якобы окрашивающие добавки в композите улучшают его характеристики.
Поэтому сразу поставим точку: цвет никак не влияет на качество стеклопластиковой арматуры. Возможно, какую-то роль цветовые решения играют при использовании СПА для хозяйственных нужд на дачах и в садах.
Этапы возведения фундамента.
Стеклопластиковая арматура.
Подготовка стеклопластиковой арматуры к строительству фундамента.
Для самостоятельной установки ленточного фундамента вам необходимо:
- точный расчет земельных характеристик
- данные о климатических, тектонических и гидравлических данных на месте будущего забора
- рытье места траншеи
- расчёт стеклопластиковой арматуры для фундамента
- установка короба
- закладка опалубки
- дренаж и гидравлические каналы (при необходимости)
- гидроизоляция (по необходимости)
- заливка ленточного фундамента бетоном
- высыхание фундамента
Любое начало установки фундамента начинается с изучения зоны будущей установки: ее характерные наземные и подземные данные, тип грунта, влажность воздуха. Немалую роль играет и время года для заливки.
Предпочтительней выполнять такие операции в теплое время года, когда прошли периоды заморозков и дождей. При укладке фундамента осенью или зимой можно получить плохой, треснутый фундамент и плохую опору для постройки как следствие этого. Четкое соблюдение расчетов, данных для рытья траншеи, позволят избежать ошибок и получить хороший результат. При использовании фанерного листа для опалубки есть возможность провести покраску, что хорошо будет видно для заливки бетона.
