Использование композитной стеклопластиковой арматуры для фундамента

Технологии производства композитных сеток

Рис. 3. Композитная сетка, сделанная на автоматическом оборудовании путём связывания арматурных стержней нитками

От способа производства композитной сетки зависят её технические характеристики. На данный момент существуют три способа производства композитных сеток:

1. Сборка на автоматическом оборудовании с применением пластиковых креплений (данный способ характеризуется высокой производительностью и обеспечивает надёжную фиксацию арматурных стержней в узлах пересечения, разработан в России).
2. Сборка на автоматическом оборудовании путём связывания арматурных стержней нитками (этот способ разработан за рубежом; единственный его недостаток — сетка плохо выдерживает сдвиговые нагрузки в диагональном направлении).
3. Соединение арматурных стержней в узлах пересечения вручную при помощи пластиковых хомутиков, проволоки, скоб (данный способ трудоемкий и наименее производительный).

Рис. 4. Композитная сетка, сделанная вручную

Применение композитной сетки

Рис. 5. Кладочная композитная сетка

Композитная сетка применяется в следующих областях:

1. Жилищно-гражданское строительство

• Армирование каменных и армокаменных конструкций;
• Армирование фасадного слоя трёхслойных ограждающих конструкций в крупнопанельном домостроении;
• Армирование бетонных плит, полов

2. Промышленное строительство

Рис. 6. Укрепление дорожного полотна композитной сеткой

• Армирование производственных полов;
• Армирование хранилищ химических отходов;
• Армирование очистных сооружений;
• Армирование установок для переработки отходов.

3. Сельскохозяйственные сооружения

• Армирование хранилищ сельскохозяйственных отходов;
• Армирование полов в животноводческих комплексах, фермах.

4. Дорожное строительство

Рис. 7. Применение композитной сетки в качестве ограждения

• Армирование дорожных плит;
• Укрепление дорожного полотна;
• Ограждение автомобильных и железных дорог.

5. Строительство мостов и гидросооружений

• Армирование плит мостового настила;
• Армирование пешеходных дорожек;
• Укрепление и строительство береговых и гидротехнических сооружений.

6. Изготовление габионов, используемых для берегоукрепления, армирования грунтов, укрепления склонов и откосов.

7. Затяжка бортов и кровли подземных выработок на объектах по добыче угля, руд металлов и минералов.

Особо эффективно применение композитной сетки в агрессивных и влажных средах: на химических производствах, в сельском хозяйстве, отстойниках, хранилищах, гидротехнических сооружениях.

Физические свойства композитной арматуры

Модуль упругости у полимерного композита существенно ниже, чем у стали (от 60 до 130 против 200 ГПа). Это значит, что там, где металл вступает в работу, предохраняя бетон от образования трещин, пластик еще продолжает сгибаться. Прочность на разрыв у стеклопластикового стержня в 2,5 раза выше, чем у стального.

Основные прочностные параметры композитной арматуры содержатся в таблице №4 ГОСТ 31938-2012

Здесь мы видим основные классы композитного материала: АСК (стеклопластиковая композитная), АБК (базальтовое волокно), АУК (углеродная), ААК (арамидокомпозитная) и АКК (комбинированная – стекло + базальт).

Наименее прочная, но самая дешевая — арматура из стекловолокна и базальтовый композит. Самый надежный и вместе с тем самый дорогой материал делают на основе углеродного волокна (АУК).

К прочностным свойствам материала мы еще вернемся, когда будем сравнивать его с металлом.

А пока рассмотрим другие характеристики данного материала:

• К положительным качествам композита относится его химическая инертность. Он не боится коррозии и воздействия агрессивных веществ (щелочной среды бетона, морской воды, дорожных химреагентов и кислот).
• Вес пластиковой арматуры в 3-4 раза меньше, чем стальной. Это дает экономию при транспортировке.
• Низкая теплопроводность материала улучшает энергосберегающие характеристики конструкции (нет мостиков холода).
• Композитная арматура не проводит электричества. В конструкциях, где она используется, не возникает коротких замыканий электропроводки и блуждающих токов.
• Композитный пластик магнитноинертен и радиопрозрачен. Это позволяет использовать его в строительстве сооружений, где должен быть исключен фактор экранирования электромагнитных волн.

Стеклопластиковый стержень под 90 градусов на стройке не согнешь

Недостатки композитной арматуры:

• Невозможность гибки с малым радиусом в условиях стройки. Гнутый стержень нужно заранее заказывать у производителя.
• Невозможность сваривать каркас (минус относительный, поскольку даже для стальной арматуры лучший способ соединения – вязка, а не сварка).
• Низкая термостойкость. При сильном нагреве и пожаре бетонная конструкция, армированная композитными стержнями, разрушается. Стекловолокно не боится высокой температуры, но связующий ее пластик теряет прочность при нагреве выше +200 С.
• Старение. Общий минус всех полимеров. Неметаллическая арматура не исключение. Ее производители завышают срок эксплуатации до 80-100 лет.

Вязка пластиковыми хомутами или стальной проволокой – единственный возможный метод сборки каркаса

Недостатки арматуры из композитов

Несмотря на все плюсы композитной арматуры, споры о целесообразности ее использования свидетельствуют и о наличии недостатков. В частности, отмечаются следующие минусы:

• Хотя композитная арматура отличается термостойкостью, специалисты отмечают низкий порог ее горения. По критериям огнеопасности такая арматура входит в группу самозатухающих материалов. Кроме того, если температура окружающей среды превышает 200 ºC, то материал утрачивает прочностные свойства;
• Коэффициент упругости композитной арматуры вызывает неоднозначные суждения. Если используется арматура композитная стеклопластиковая для фундамента, то низкий модуль упругости идет в плюс, но в случае ее применения для перекрытий могут возникнуть сложности в виде потребности в дополнительных расчетах надежности конструкции. Есть и другая сторона данного свойства. Если требуется формирование криволинейного армирования, то это технологическое решение придется рассчитывать заранее и деформировать стержень в заводских условиях, так как на стройплощадке выполнить эту операцию будет невозможно;

В отличие от металлической арматуры, композитные стержни нельзя соединять путем сварки. Это несколько ограничивает функциональность материала, но, с учетом распространенного способа соединения вязкой, этот недостаток не столь существенен.

Что такое композитная арматура?

Внешне она похожа на классические металлические пруты, но основным материалом при её изготовлении являются волокна из углерода, базальта, стекла или арамида. Они скрепляются воедино специальными термопластичными или термореактивными полимерами, придающими им высокую прочность и долговечность.

Неметаллическая арматура может иметь на поверхности специальные ребра, что повышает качество сцепления с бетоном при армировании. В некоторых случаях поверхность просто густо посыпается песком. Прилипая к ещё не застывшему полимеру, он также улучшает сцепление, но благодаря простоте изготовления стоимость материала значительно ниже.

Кроме того, в продаже имеется гладкая пластиковая арматура. Она имеет сравнительно невысокую цену, но малое сцепление существенно ограничивает сферу применения. Её не используют в качестве основной рабочей арматуры – только как вспомогательную. При армировании крупных массивов бетона (фундамент, толстые стены) пруты не укладываются на основание, а собираются в каркас. Основные пруты, которые будут улучшать качества бетона, имеют ребра. А гладкие применяется именно для сборки каркаса – на них приходится минимальная нагрузка. Поэтому возможно использование более простого материала для снижения затрат на строительство.

Имеет ли материал недостатки?

Каждый строительный материал имеет определенные недостатки

Поэтому знать про минусы композитной арматуры не менее важно, чем про достоинства. Перечислим основные из них:

Малая упругость. Как показывают испытания, пластиковая арматура имеет упругость примерно в 4 раза ниже, чем у такой же по диаметру металлической. Поэтому при армировании крупных объемов бетона нужно использовать в 4 раза больше арматуры, что весьма не дешево.
Опасность резки. Если металлический прут можно разрезать или распилить без лишних проблем, то когда распиливается неметаллическая арматура в воздух попадает большое количество микроскопических частиц стекловолокна. При попадании в дыхательные пути или глаза они могут стать причиной множественных микротравм.
Низкая пластичность. Материал практически лишен пластичности. Поэтому, чтобы согнуть прут, необходимо нагреть его до нужной температуры

Очень важно не превысить отметку в 300 градусов по Цельсию – это приведет к потере несущих свойств.

Как видите, пластиковая арматура имеет как важные преимущества, так и серьезные недостатки. Серьёзно подумайте, прежде чем окончательно определиться с выбором подходящей арматуры для строительства.

Теперь вы знаете, что такое композитная арматура, а также разбираетесь в её плюсах и минусах. Это позволит легко сделать правильный выбор, о котором не придется сожалеть впоследствии. К тому же, разбираясь в основных свойствах материала, можно легко решить, в каких случаях он станет лучшим выбором, а когда желательно отдать предпочтение другим аналогам.

Плюсы и минусы стекловолокна

Вес композитной армирующей продукции меньше стального аналога почти в 4 раза. Фундамент будет весить существенно меньше, а значит, снизится нагрузка на грунт. Помимо этого арматура обладает следующими достоинствами:

1. Почти полная инертность к агрессивным средам, включая щелочь, выделяемую бетоном, растворители, морскую воду и тому подобное. Благодаря этому свойству стекловолокно можно использовать при возведении заграждений гидроэлектростанций, причалов, молов и других объектов.

2. Полная радиопрозрачность и абсолютная инертность к магнитным полям. Композитная арматура прекрасно подходит для строительства зданий (фундамент, стены и перекрытия), в которых предполагается размещение лабораторий, помещений особого назначения и тому подобное.

3. Индекс терморасширения близок к аналогичному показателю бетона, поэтому проблем при изменениях температуры не будет.

4. Простота транспортировки. Арматуру можно перевозить даже в багажнике легкового автомобиля.

Цена стеклокомпозита в Москве и Московской области:

Из недостатков также отметим:

1. Неустойчивость стеклокомпозитной арматуры к высоким температурам.

2. При нагрузке прут начинает растягиваться, хотя должен, наоборот, сдерживать деформационный процесс. Для сравнения: индекс упругости стали составляет 200000 МПа, аналогичный показатель стекловолокна – 55000.

3. При заливке бетона в опалубку композитный материал прогибается, деформируется. Из-за этого сложно сформировать ровный фундамент.

4. Для связки используется проволока или пластиковый хомут, сварка не разрешается.

5. Криволинейные конструкции, а также углы, области вывода колонн приходится формировать при помощи металлической арматуры, стеклокомпозитная категорически не подходит.

6. Единый пакет нормативных документов и стандартов отсутствует, поэтому покупателям трудно выбрать действительно качественный продукт. Еще сложнее приходится проектировщикам, которые должны производить пересчет нагрузок.

Отзывы людей

Продавцы всегда рекламируют свой товар, дают информацию о всех плюсах, но умалчивают о минусах. При выборе продукции многие покупатели не слушают консультантов, а предпочитают опросить знакомых, почитать отзывы таких же строителей.

«На рынке рядом предлагается стальная и композитная арматура. Продавец дал почитать брошюры и флаеры по последней. Решил взять на пробу для фундамента под каркасную баню. Очень пожалел, что не поискал дополнительную информацию об этом товаре, не прочитал отзывы. Основание простояло пару месяцев, потом пошли трещины, во весь рост встал вопрос о его ремонте. Буду укреплять металлическими полосами и надеяться, что дальше не будет хуже».

Виктор, Самара.

«Продавцы утверждают, что стеклокомпозит помогает сэкономить. На своем опыте убедился, что врут. Во-первых, приходится делать пересчет: если требуется металлическая арматура диаметром 8 мм, то стекловолокно нужно брать сечением 14 или 16 мм, а ее цена в 2 раза выше. Пластиковые хомуты, которые идут в комплекте для связок, вообще не внушают доверие».

Егор, Казань.

«Строил дом из керамзитобетонных блоков с готовой лицевой отделкой. По технологии через каждые 4 ряда нужно прокладывать арматурный пояс. На рынке купил 3 бухты стекловолокна для этих целей и отвез на стройку на своей машине, так как груз компактный и мало весит, к тому же не ржавеет».

Владимир Воронцов, Калуга.

«Использовал стеклокомпозитные прутья для укрепления стен из пенопблоков. С ней легко и работать, и нарезать, и крепить. Удобная в перевозке, хотя обошлась дороговато».

Павел Калинин, Ростов-на-Дону.

Характеристики композитной арматуры

Нюансы вязки стеклопластиковых каркасов для ленточных фундаментов

Особенности сборки арматуры для ленточного фундамента заключается в наличии боковых примыканий, пересечений и углов.

В местах примыкания лент под внутренние стены, соединение перпендикулярного каркаса с наружным выполняется при помощи согнутых П-образных элементов.В углах арматуру сгибают под прямым углом или привязывают подготовленные Г-образные элементы. Длина нахлеста соединяемых прутков должна быть не менее 30 см и на этом участке выполняется не менее 2-х вязок.

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.

Фото композитной арматуры

Также рекомендуем просмотреть:

• Круг стальной
• Проволока стальная
• Колючая проволока
• Труба ВГП
• Нихромовая проволока
• Лист холоднокатаный
• Сварочная проволока
• Оцинкованный профнастил
• Полоса металлическая
• Металлический уголок
• Профнастил для забора
• Лист горячекатаный
• Двутавровая балка
• Арматурная сетка
• Столбы для забора
• Профильная труба
• Сетка сварная
• Вязка арматуры
• Швеллер
• Лист рифленый
• Фиксаторы для арматуры
• Арматура для фундамента
• Оцинкованная сетка
• Металлический штакетник
• Проволока оцинкованная
• Профнастил для крыши
• Лист оцинкованный
• Сетка рабица

Плюсы и минусы такой арматуры

Производители и продавцы всегда с удовольствием перечисляют преимущества композита перед стандартным металлом:

1. Малый вес. Стержень сечением 8 мм весит 0,07 кг/п.м, масса аналогичного прута из металла – 0,395 кг/п.м.

2. Диэлектрик. Не проводит ток, не задерживает и не искажает радиоволны, не создает магнитные помехи. Именно поэтому композитная продукция востребована при возведении испытательных и лабораторных строений. Используется во время строительства медицинских комплексов, где будет размещаться сложная исследовательская аппаратура.

3. Устойчивость к химикатам кислого или щелочного состава. Материал инертен к обычной и морской воде, ядовитым соединениям, растворителям и т.п.

4. Не ржавеет и не разлагается.

5. Легкая транспортировка и простой монтаж при помощи пластиковых хомутов или вязальной проволоки.

Для сохранения баланса отметим недостатки композитного материала:

1. Может использоваться в пределах от -15 до +130 °С.

2. Малый коэффициент модульной упругости, из-за чего каркас слабо препятствует растяжению и фактически не выполняет основную функцию. Особенно этим грешит стеклопластиковая арматура, как результат – трещины на бетоне, разрывы.

3. Во время заливки бетона стеклопластиковая продукция демонстрирует плохую устойчивость, конструкция шатается, изгибается, что серьезно осложняет работу.

4. Для узлов применяются пластиковые хомуты, предел прочности которых существенно меньше уровня металла.

5. Угловые и криволинейные места упрочняются при помощи стальной арматуры.

6. Неизвестный срок службы. Производители утверждают, что продукция может прослужить до 40 лет, а некоторые дают еще больше – до 80. По металлическому прокату известно абсолютно все вплоть до эксплуатационного периода и методик расчета, а вот опыт применения композитной арматуры по строительным меркам невероятно мал – не более 12 лет. Этого недостаточно, чтобы с уверенностью сказать о том, как себя поведет полимерный каркас через 15 или 25 лет.

7. Высокая стоимость материала. Если стальной стержень длиной 12 м и диаметром 8 мм можно купить за 96 рублей, то цена композита с теми же параметрами составит 168 руб.

Расценки

Стоимость композита в Москве и Московской области в 2015 г:

Как видно из таблицы, композитная продукция не такая дешевая, как утверждают маркетологи. Однако ее настойчиво рекомендуют использовать для:

• Возведения стен, фундамента, перекрытий, опорных столбов, перегородок.
• Обустройства дорог, тротуаров.
• Усиления стяжки, настилов, мостовых конструкций.
• Производства ЖБИ.
• Формирования каркасов для теплиц, ангаров и тому подобное.

Технология ручной проволочной вязки стеклопластиковой арматуры

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. Кроме того, стеклопластиковую арматуру просто невозможно соединить при помощи сварки, а поэтому такой тип крепления наиболее приемлем в данном случае.

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

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

Работу можно значительно упростить, если совмещать стеклопластиковую арматуру с металлической. Из стальных прутов можно заранее заготовит прямоугольные рамки и тогда не потребуется выполнять отдельную вязку вертикальных отрезков.

Композитная арматура какого диаметра существует?

Как в случае с металлической, диаметр композитной арматуры может быть различным. Наиболее востребованы материалы диаметром от 4 до 32 миллиметров – они полностью удовлетворяют требованиям строителей как при заливке фундамента для бани или гаража, так и при строительстве многоэтажного монолитного дома.

Однако некоторые покупатели, не слишком хорошо разбирающиеся в торговле, удивляются, что при собственноручном замере диаметр не соответствует тому, что был заявлен в магазине. Здесь нет ничего удивительного. Во-первых, погрешность в несколько всегда может иметь место – даже при замере одного прута в разных точках. Но это практически не влияет на прочность материала, поэтому ГОСТ предусматривает такие перепады. Во-вторых, изучая характеристики композитной арматуры, вы читаете про номинальный диаметр. Также существует внешний (при проведении замеров по выступающим ребрам) и внутренний (при замере по самому стержню). Номинальный же, который присваивается материалу, является средним арифметическим между внешним и внутренним.

Также при строительстве нередко используют сетку из композитной арматуры. Тонкие волокна и высокая гибкость значительно упрощают процесс выравнивая потолков и стен (если накладываемый слой штукатурки имеет толщину 1.5-2.5 сантиметра и более), а также прекрасно подходят для армирования бетонной стяжки.

Когда с этим разобрались, будет полезно рассказать о плюсах и минусах композитной арматуры, чтобы каждый потенциальный покупатель решил – подходит ему этот материал или же лучше поискать другой.

Технология монтажа композитной арматуры

В малоэтажном строительстве обычно используются композитные стержни, диаметр которых составляет 8 мм. Если сравнивать показатели прочности, таким прутьям будет соответствовать стальная арматура на 12 мм.

В итоге, композитная арматура ленточный фундамент из которой выполняется с заливкой бетонной смеси, позволяет качественно подготовить основу дома с минимальными затратами. Но для этого необходимо выполнение монтажа с соблюдением правил закладки фундамента и применением оптимальной схемы армирования:

Вначале формируется опалубка. Если планируется ее использование в будущем для других построек, то желательно предусмотреть для нее защиту в виде покрытия из пергамина;

Используя строительный уровень необходимо разметить площадку внутри опалубки, в рамках которой будет выполнена заливка бетонной массы

Здесь важно учесть, что армирующая сетка должна закладываться в основу фундамента так, чтобы ее края находились в 50 мм от границ опалубки. Чтобы выполнить это условие, на дно фундамента можно выложить кирпичи;

Далее выполняется непосредственная укладка композитной арматуры

Уже упоминалось, что электросварка в качестве способа связки прутьев не поможет в случае со стеклопластиком. Можно, конечно, использовать вязку, но самое надежное армирование фундамента композитами выполняется без соединений;

На следующем этапе укладываются поперечины, то есть горизонтальные армирующие перемычки. Здесь производится другая технологическая вязка, для которой следует использовать нейлоновые хомуты – в сущности, это пластиковая стяжка. Таким образом привязываются прутья и формируется сетка;

Заключительный этап предполагает заливку бетонной массой. Для композитной арматуры желательно использовать бетон марки 400.

Чтобы исключить воздушные пузыри, полученную бетонную основу следует утрамбовать строительными вибраторами. В дальнейшем обслуживание фундамента может производиться по общим правилам, как и при армировании стальными прутьями.

Список источников

• wiki2.org
• stroimaterials.ru
• stroitel-list.ru
• greensector.ru
• VseoArmature.ru
• FundamentClub.ru
• dachaorg.ru