Низкий модуль упругости
Мнение экспертов свидетельствуют о том, что пластиковая арматура проигрывает металлу в показателях стойкости к растяжению
. Это обусловлено низким порогом упругости, который влечет деформацию стержней в процессе эксплуатации.
Здесь следует вспомнить о первичной функции армирования. В сущности, это скрепляющий каркас, предохраняющий бетонную конструкцию от растяжений
. Находясь в обычном состоянии без сторонних нагрузок и металлическая арматура, и стеклопластиковые прутья не тянутся.
Однако, у бетона модуль упругости, то есть подверженность деформации в виде растяжения, значительно ниже и это создает напряжение на арматуру. Соответственно, стеклопластик в большей степени подвержен этому давлению
, что снижает его эффективность как скрепляющего бетон элемента.
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
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.
Главные недостатки
Недостатки стеклопластиковой арматуры связаны со следующими ее характеристиками.
- К минусам стеклопластиковой арматуры относится, в частности, то, что она не выдерживает воздействия высоких температур. В то же время сложно представить ситуацию, когда арматурный каркас, находящийся внутри бетона, может быть нагрет до температуры 200 градусов.
- Достаточно высокая стоимость – это условный недостаток, если учитывать тот факт, что для армирования бетонных конструкций можно использовать стеклопластиковую арматуру меньшего диаметра в сравнении с изделиями из металла.
- Арматура из углепластика плохо гнется. Этот недостаток ограничивает ее использование при создании укрепляющих каркасов для бетонных конструкций. Между тем выполнить гнутые участки арматурного каркаса можно и из стальных элементов, а затем нарастить их при помощи стеклопластиковых прутков.
- Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо выдерживает нагрузки на излом, что очень критично для бетонных конструкций. Соответственно, их усиливающий каркас должен успешно выдерживать такие нагрузки, чем не может похвастаться арматура, выполненная из композитных материалов.
- В отличие от металлического арматурного каркаса, стеклопластиковые изделия обладают меньшей жесткостью. Из-за этого недостатка они плохо переносят вибрационные нагрузки, возникающие при их заливке с помощью автомобильного миксера. При использовании такой техники арматурный каркас подвергается значительным механическим нагрузкам, которые могут вызвать его поломку и нарушение пространственного положения его элементов, поэтому к жесткости подобных бетонных конструкций предъявляются достаточно высокие требования.
Разрыв арматуры в следствии недостаточного связующего в структуре стержня
Способна ли арматура из стеклопластика заменить аналоги из металла
Несмотря на то, что арматура, изготовленная из композитных материалов, является достаточно новым материалом на строительном рынке, уже можно найти множество рекомендаций (и даже видео) по ее применению. Учитывая данные рекомендации, можно сделать вывод о том, что применять стеклопластиковую арматуру лучше всего для укрепления стен, возводимых из кирпича и строительных блоков, а также для связи несущих стен с межкомнатными перегородками.
Усиление стен из газосиликатных блоков 4-миллиметровой композитной арматурой
Преимуществами использования такой арматуры является то, что она не подвержена коррозии, а также что она не создает мостиков холода, как это происходит с армирующими прутками из металла. Использование такой арматуры для укрепления фундаментных конструкций обосновано в тех случаях, когда возводится не слишком тяжелая постройка и строительство осуществляется на грунте, отличающемся высокой устойчивостью.
Какой класс наиболее популярный?
Арматура А400 обладает качествами, соответствующими ГОСТу и делающими её самой популярной. Ее отличительная особенность в том, что она выпускается только в рифленом виде. Это позволяет арматуру А400 класса А3 применять, как несущую в армкаркасе.
Плюсом является широкий диапазон размеров арматуры в сечении: арматура А400 выпускается диаметром 6 — 40 миллиметров. Поэтому арматура А400 третьего класса применяется при армировании мелкомасштабных ленточных фундаментов и огромных ЖБК для строительства мостов, многоэтажек, тоннелей.
Арматуры А400 обладает влагоустойчивостью, высоким сопротивлением нагрузкам и гибкостью. Возможность загибать арматуру АIII до 90 градусов без нагревания позволяет легко собирать угловые конструкции, что обычно вызывает затруднения у строителей. Целостный, согнутый под нужный угол, армстержень будет способствовать долговечности и надежности каркаса, обеспечивая прочность при повышенных нагрузках.
Сейчас в строительстве монолитных зданий начали применять арматурные стержни марки А500С: она обладает высочайшей прочностью, способностью свариваться и выдерживать разные силовые нагрузки.
Классификация арматурных изделий позволяет одним взглядом сделать точный выбор вида материала для сооружения конструкций или ЖБК
Поэтому специалистам, занимающимся строительством, важно научиться разбираться в обозначении арматуры в спецификациях и во внешнем виде изделий. Это дает возможность понять класс арматурной стали
Варианты вязки арматуры
Формирование арматурного каркаса может производиться различными способами:
- связывание отдельных элементов крючком, шуруповёртом либо специальным пистолетом;
- скрепление арматуры сваркой;
- соединением прутов пластиковыми хомутами.
Плюсы и минусы соединений сваркой
Несмотря на то, что разработаны новые технологии соединения арматуры при выполнении фундаментных работ, традиционный метод сварки арматуры широко используется.
Преимущества сварки проявляются:
- при значительных объемах работ;
- при устройстве фундаментов с повышенной жесткостью пространственной конструкции;
- при необходимости увеличения нагрузок на основание.
Сваривание арматурных прутов допускается только в случае применения специальных марок стали. Они обозначаются индексом «С» в конце маркировки, например, А400С. Марки арматурной стали без данного обозначения при сваривании резко снижают показатели прочности и устойчивости к коррозии.
Существует ряд ограничений по применению сварки для устройства фундаментных каркасов, они определены ГОСТ14098 и ГОСТ10922:
- запрещается сваривание арматуры любого класса в местах перехлеста, если ее диаметр превышает 25 мм;
- для электродуговой сварки должны применяться электроды диаметром не менее 4 мм;
- не допускается применение сварки в зонах максимальных напряжений арматурных прутов и местах концентрированных нагрузок на них;
- минимальная длина нахлеста арматурных стержней при сварке – 10 их диаметров.
Кроме того, специальные стали значительно дороже обычной арматуры. Сварочные работы требуют потребления энергии, – это также снижает рентабельность применения сварочных технологий для устройства фундаментов.В малоэтажном индивидуальном строительстве чаще применяется вязка арматуры.
Преимущества и недостатки метода вязки арматуры проволокой
Ручное механическое скрепление прутов с использованием вязальной проволоки – самый распространённый и недорогой метод. Он не применяется только лишь при очень больших объемах вязки, но оптимален для индивидуального строительства. Простейшее приспособление для связывания арматуры в единую конструкцию – крючок. Преимущества способа:
- Крючок можно изготовить самостоятельно из проволоки или из сварочного электрода. Возможность изготовления инструмента непосредственно на стройплощадке – это уже большой плюс. Стоимость изготовления крючка практически нулевая. Крючки, изготовленные в заводских условиях и с различными дополнительными улучшениями также недороги.
- Операция вязки быстро осваивается начинающим строителем. Скорость скрепления арматуры повышается по мере приобретения навыков. Производительность опытного вязальщика часто выше, чем при использовании сварки или специального инструмента и расходных материалов.
- Допущенные дефекты вязки исправляются быстро и без материальных затрат.
- Стержни можно связывать непосредственно в опалубке, на месте установки каркаса.
Недостатком способа можно назвать шаткость изготовленного каркаса, — но это лишь при сборке конструкции вне опалубки с последующим ее переносом. Производя вязку непосредственно на месте монтажа, в опалубке,- проблема недостаточной жесткости каркаса снимается.
Вязка с помощью хомутов
Высокая скорость проведения вязальных работ без специальной подготовки исполнителей, а также достаточная надёжность соединений, — главные аргументы в пользу применения хомутов при армировании фундаментов.
Основные недостатки и ограничения использования хомутов для вязки:
- производительность труда немного ниже, а стоимость материала выше в сравнении с применением вязальной проволоки;
- исправить дефект крепления невозможно без обрыва хомута;
- перемещение конструкции, скрепленной хомутами, не допускается из-за возможности их обрыва;
- при отрицательных температурах вязку хомутами проводить нельзя из-за ломкости пластика.
Для индивидуального застройщика, при решении вопроса «как вязать арматуру», оптимальным решением может стать применение пластиковых хомутов..
Армирование фундамента
Чтобы определить, можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента и как вязать стержни из стекловолокна с таким основанием, нужно учесть, что существует два типа основы с лентой:
- Прямоугольная.
- Т-образная.
Во втором типе монтаж арматуры выполняется без предварительных расчетов, а подошва предназначается для поглощения нагрузок на изгиб. Материал можно зашивать в стенку, но при установке в подошву нужно быть особенно осторожным.
Если фундамент обладает прямоугольным сечением, использование стеклопластикового армирования оправдывает себя, поскольку эта конструкция может воспринимать сжимающие нагрузки.
Инструменты и материалы
Перед тем как начинать вязать ленточный фундамент, нужно подготовить такие инструменты и материалы:
- Измерительное приспособление — рулетка.
- Прибор для подгона и обработки прутьев — болгарка.
- Средства персональной защиты.
- Уровень водяного типа.
- Хомуты из пластика для скрепления прутьев.
Земляные работы
Перед началом армирования нужно подготовить углубление, руководствуясь планировкой будущей постройки. Поверхность дна нужно выровнять и утрамбовать, затем насыпать слой песка (10-15 см), полить его жидкостью и уплотнить. Следующим слоем будет щебень с аналогичной толщиной. После уплотнения верхнего покрытия на дне образуется надежная подушка с ровной плоскостью.
Строительство опалубки
Для обустройства опалубки используются доски, которые соединяются в щиты с помощью гвоздей или саморезов. Шляпки крепежных деталей нужно устанавливать с внутренней стороны, а конструкцию нужно дополнительно укреплять с помощью распорок.
Поверхность стенок покрывается пергаментом, который фиксируется с помощью степлера. Задача этого материала заключается в сохранении чистоты досок и борьбе с вытеканием жидкости из бетонной стяжки.
Дальше на стенках размещаются метки, которые будут определять уровень заливки бетона. По этой линии стоит ориентироваться при монтаже армированных элементов. Для более точного выполнения работы следует применить водяной уровень.
Технология вязки
Чтобы разобраться с технологией вязки, следует учесть несложные советы опытных специалистов и придерживаться такого алгоритма действий:
Перед началом вязки нужно подготовить чертежи каркаса и провести нарезку всех элементов, придерживаясь расчетов. Для позиционирования поперечных прутьев в нижних слоях используются фиксаторы. Они закрепляются как перед началом монтажа арматуры, так и после завершения сборки. Диаметр ячеек определяется параметрами ленты, которая подвергается укреплению. В большинстве случаев он варьируется от 15 до 30 см. Перед соединением продольных прутьев, их нужно разложить на земле и нанести на них отметки в местах крепления поперечных деталей. В процессе вязки нужно соблюдать прямой угол. Поперечные элементы фиксируются с продольными с нижней стороны. Для обеспечения надежного армирования, хомуты из пластика или проволока вяжутся как можно туже. В первую очередь необходимо подготовить горизонтальные слои армирования, а потом начинать закрепление вертикальных
Фиксация осуществляется с внутренней стороны ячеек для повышения надежности конструкции
Углам нужно уделять особое внимание. Специалисты рекомендуют не гнуть их путем температурного воздействия, поскольку это может ухудшить прочностные свойства
После завершения вязки арматурной конструкции ее нужно поместить внутрь опалубки.
Если вязка стеклопластиковой арматуры осуществляется с помощью проволоки, то, чтобы облегчить работу, лучше задействовать вязальный крючок. Его роль может выполнять старая отвертка.
Сооружение арматурного каркаса
При обустройстве каркаса нужно придерживаться ключевого требования — изделие нужно полностью заливать бетоном, выдерживая дистанцию между стенками опалубки не меньше 5 см. Чтобы армированные элементы не размещались на дне углубления, следует закрепить кирпичи, а поверх них расположить продольные прутья и горизонтальные поперечины. Эти элементы соединяются с помощью пластиковых хомутов.
Заливка фундамента
На последнем этапе нужно залить бетон в опалубку с каркасом
Важно проводить это действие с особой осторожностью, помещая его в свободные полости между частями каркаса. Также необходимо периодически протыкать бетон прутьями для удаления пузырьков воздуха
Низкая термостойкость
Несмотря на то, что материалы изготовления стеклопластиковой арматуры достаточно термостойкие, все равно, такая арматура не способна выдерживать высокие температуры. При возникновении пожара, когда температура достигает 600 градусов, бетонные конструкции, армированные стеклопластиковой арматурой, остаются без армирования.
Пожалуй, это самый большой недостаток, который существенно ограничивает сферу использования стеклопластиковой арматуры. Применять её можно только в тех строительных конструкциях, которые никогда не будут подвержены высокотемпературному нагреву. Термостойкость стальной арматуры, во много раз превосходить стеклопластик по данному показателю.
Что такое углепластиковая арматура и ее преимущества перед стальной
Углепластик представляет собой композитный материал на основе графитовых волокон, пропитанных различными полимерами. Сейчас для пропитки полимером волокон графита чаще других используются полиэфирные, эпоксидные или виниловые смолы. В последнее время при производстве углепластиков начали применять пултрузионные смолы и отвердители, резко ускоряющие производственный процесс.
На выходе установки по производству композитной арматуры, в зависимости от настроек агрегата, получают либо бухту из углепластика, либо мерные стержни заданного сечения и длины. Последние параметры определяются настройками вытяжных механизмов. Полученные углепластиковые изделия имеют ребристую поверхность, однородную структуру и механические свойства, превосходящие по некоторым параметрам аналогичные характеристики стальной арматуры.
Основные параметры, характеризующие углепластиковую арматуру:
Физико-механические свойства композитной арматуры различных типов
- прочность углепластика на растяжение – от 2000 МПа до 3000 МПа;
- огнестойкость – до 600°С;
- плотность – 1600 кг/м3;
- высокая коррозиеустойчивость;
- высокая упругость – до 350 ГПа;
- теплопроводность – от 1.0 Вт/(м×C).
Благодаря своим характеристикам углепластиковые изделия как нельзя лучше подходят для укладки долговечного дорожного полотна, для армирования конструкций химических складов, для сооружения различных гидротехнических объектов, систем ливнестоков, водоочистки и канализации. Углепластиковую арматуру целесообразно использовать при возведении небольших домов, коттеджей, особенно если стены монолитные или многослойные, а материал гигроскопичный.
Основные преимущества углепластиковой арматуры
Виды стеклопластиковой арматуры
Композитная структура делает стержни прочными, выдерживающими высокую ударную нагрузку и статическую нагрузку на излом. Это качество позволяет значительно снизить расход арматуры, собирая не такую густую армированную сетку, как при стальной. При изготовлении армированной сетки отпадает необходимость в сварочном аппарате.
Арматура из углепластика имеет удельный вес на порядок меньше, чем стальная. Это означает, что бетонные конструкции, армированные углепластиковыми прутьями, будут значительно легче, чем со стальной. А при транспортировке за один раз можно перевезти в десять раз больше углепластиковой арматуры, чем стальной.
Углепластиковые изделия устойчивы к коррозии и к воздействию агрессивных сред. Им не страшны ни кислоты, ни щелочи, ни морская вода, что позволяет применять углепластиковую арматуру при строительстве мостов, различных сооружений химической защиты.
Низкая теплопроводность углепластиковой арматуры не позволит отдавать полезное тепло в атмосферу через стены и фундамент, как это происходит со арматурой стальной. Композитная структура материала подразумевает длительный срок службы. Лабораторные испытания на износ различных образцов углепластика дают прогнозируемую долговечность не менее 75 лет. И последний аргумент в пользу углепластика – его доступная цена при промышленном производстве.
Мнения людей
«При разработке проекта небольшой дачи архитектор предложил на ленточный фундамент использовать стеклопластик. Немного слышал об этом материале, на форумах в интернете чаще всего мнение о нем негативное. В первую очередь из-за отсутствия методик расчета и четких нормативов по замене металла на композит. Разработчик убедил меня в целесообразности такого решения. Отзывы могут быть разные, но опираться стоит на предоставленные рекомендации официального производителя. В документе содержались базовые указания: замещение не по равной прочности, а по диаметру в соотношении 1 к 4. Дом отстроили за полгода, на фундаменте признаков разрушений пока нет». Ярослав Лемехов, Воронеж.
«Дом из пеноблоков по технологии армируется через каждые четыре ряда. Можно использовать как металл, так и стеклопластиковый композит. Я остановил выбор на последнем. По отзывам такая арматура легко монтируется, нет сложностей со сваркой или перевозкой. Работать с ней очень просто и быстро, затраты времени сокращаются существенно».
Владимир Катасонов, Нижний Новгород.
«Для фундамента под каркасную баню с утеплением хотел выбрать новомодные стержни, но сосед-инженер раскритиковал мое положительное мнение о продукте в пух и прах. По его глубокому убеждению стеклопластик в бетоне – это сплошные недостатки при минимуме плюсов. Если физические свойства металла схожи с бетонной составляющей, то композит очень сложно заставить работать с цементно-песчаной смесью. Из-за этой проблемы появляются негативные отзывы, поэтому применял его для анкеровки многослойных стен. Он также обладает низкой теплопроводностью».
Антон Болдовский, Санкт-Петербург.
«Когда строил сруб, для нагелей и мест соединений вместо металла использовал стеклопластиковую арматуру. Остатки сложил в сарае, спустя год они пригодились. Под кирпичный забор залил небольшую ленту, а для армирования сделал полноценный каркас из композита. Недостатки материала в виде низкого коэффициента сопротивления растяжению не помешали мне возвести хороший прочный забор, который служит уже около трех лет».
Евгений Ковригин, Москва.
Плюсы композитной арматуры
Все потребители отмечают сравнительно легких вес материала. В среднем на один погонный метр приходится всего 0,07 кг. Стеклопластиковая арматура в 5 раз легче металлической. Эта особенность упрощает транспортировку материала, его укладку. При монтаже достаточно использования вязальной проволоки или пластиковых хомутов, чтобы получить прочную конструкцию.
При строительстве медицинских центров, лабораторий, испытательных комплексов все чаще используется именно композитная арматура благодаря ее диэлектрическим свойствам. Она инертна к:
- электричеству;
- магнитному полю;
- радиоволнам.
Химическая устойчивость материала позволяет успешно использовать его в районах с повышенной щелочностью и кислотностью почв. При этом фундамент сохраняет свои свойства даже после частичного повреждения бетона. Стеклопластиковая арматура устойчива к действию кислот и щелочей, к которым относят морскую воду, растворители, битум, бетонное молочко. При этом наблюдается и высокая коррозионная устойчивость. Термореактивные смолы не вступают в реакцию с водой, поэтому композитная арматура не подвержена окислению.
Возможность расслоения бетона из-за резких перепадов температур при использовании композитной арматуры сведена к минимуму. Это объясняется близким значением индекса температурного расширения для стеклокомпозита и бетона.
Выводы
При выборе композитной арматуры для усиления бетонных конструкций стоит учесть ее основные плюсы и минусы. Так, материал отличается легкостью, удобством транспортировки и достаточно хорошими показателями прочности. Однако он не выдерживается больших нагрузок на излом. По этой причине для зданий, к которым предъявляются высокие требования в плане прочности и устойчивости, следует выбирать традиционные металлические прутья.
Состоит такой композит из стеклопластикового шнура, обмотанного нитью из углепластика. За счет использования последней увеличивается сцепляемость с бетоном. Если планируется построить легкую конструкцию, можно использовать композит. Обычно композитную арматуру применяют в строительстве малоэтажных домов. Используется стеклопластиковая арматура как для ленточных, так и для плитных оснований.
При использовании стеклопластика лучше посоветоваться с опытными строителями
Особенно важно заручиться их помощью при составлении проекта сооружения
- Композитная доска для террасы
- Сколько клееного бруса надо на дом
- Сколько в кубе бруса
- ФБС блоки: размеры, ГОСТ
В заключение
Стеклопластиковая сетка для армирования на строительных площадках в нашей стране пока еще считается новым материалом. Многие строители до сих пор считают, что применение стали, свойства которой давно изучены, обеспечит более надежную монолитную конструкцию.
Однако многочисленные испытания и исследования показали, что композитные материалы превосходят традиционный металл по прочности, долговечности и другим характеристикам. Пластик более удобен в работе и позволяет сократить время монтажа. Также он не подвержен коррозии, воздействию блуждающих токов и низких температур.
