Применение доступной и долговечной стеклопластиковой арматуры

Виды

Стеклопластиковая арматура классифицируется по типам используемых в производстве материалов. Это неметаллическое сырье минерального или искусственного происхождения. Промышленность предлагает следующие виды:

• Стеклокомпозит (АСП) – представляет собой термически обработанную смесь продольно расположенного стекловолокна и полимерных смол.
• Базальтовая арматура или базальтокомпозит (АБП) – делается из базальтовых волокон, соединенных между собой органическими смолами.
• Арматура углепластиковая или углекомпозитная (АУК) – обладает повышенной прочностью и изготавливается из углеводородных соединений. Она дороже композитной.
• Арамидокомпозит (ААК) – в основе полиамидные волокна наподобие капроновых нитей.
• Комбинированный композит (АКК) – в основе находится стержень из стекловолокна, на который плотно наматывается базальтопластик. Этот тип – не базальтопластиковая арматура, с чем ее путают, поскольку она имеет стекловолокнистый стержень.

Производители предлагают большой выбор стеклопластиковой арматуры по толщине. Это дает возможность сделать как тонкую сетку в 4 мм, так и прочный армирующий каркас диаметром в 32 мм для несущих конструкции. Она поставляется в виде нарезных хлыстов или бухтами длиной до 100 м.

Этот материал выпускается двух видов профиля:

• Условно-гладкого. Сделана из основного стержня с напылением слоя кварцевого песка мелкой фракции, улучшающего адгезию с бетонной смесью;
• Периодического. Изготовлена из стержня, на который плотно наматывается стекловолоконный жгут, в результате чего на пруте появляются анкерные ребра, надежно удерживающие ее в толще бетона.

Что это такое?

Это неметаллические стержни гладкого и периодического профиля. Их изготавливают из волокон, как природного, так и синтетического происхождения, которые затем пропитывают вязким полимером.

Классификация

Неметаллические стержни разделяют по основному исходному материалу на три группы:

1. Арматура стеклопластиковая (АСП) представляет собой стержни из стекловолокна, пропитанные термореактивными смолами.

   Волокна создают прочные длинномеры, которые накрепко связаны быстротвердеющим вяжущим составом;

2. Базальтопластиковые изделия (АБП) – это базальтовые волокна, скреплённые такими же полимерными смолами, что и АСП. Композитные стержни отличаются стойкостью к воздействию агрессивных сред.
3. Углепластиковые длинномеры (АУП) являются самым прочным, но и самым дорогим материалом и для вязки каркасов монолитных фундаментов не применяется.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам композитной арматуры относятся следующие показатели:

• Прочность на разрыв. Разрывная прочность является важнейшей характеристикой арматуры так, как она в монолите фундамента испытывает разрывные нагрузки. Прочность на разрыв композитных стержней в несколько раз выше стальных аналогов. Эта особенность полимерных длинномеров заметна, когда по расчётам композит ø 8 мм способна заменить стальные стержни ø 12 мм.

  Там, где стержни работают на прогиб, применяют продукцию из стали. Композит не выдерживает такого вида деформации.

• Модуль упругости. Характеристика отражает способность материала восстанавливать свою форму после деформационного воздействия со стороны внешних сил. Чем этот показатель выше, тем меньше вероятность появления микротрещин в массиве монолита. По этому параметру сталь превосходит полимер. Это относится к конструкциям, работающим на изгиб.

  Модуль упругости стальной арматуры равен 200 000 Мпа. У композита он 55 000 Мпа. Поэтому вместо стальных стержней потребуется композитной арматуры практически в 4 раза больше.

• Удельное удлинение. Параметр отражает увеличение длины стержня после его разрыва и выражается в процентах.

  Сказать проще, характеристика влияет на растрескивание монолита. Чем выше её величина, тем больше риск разрушения бетонной конструкции.

  Если удельное удлинение у стеклопластика и базальта составляет 2,2 — 2,5%, то у стали оно равно 25%.

• Плотность. Характеризуется удельным весом материала. Чем больше вес одной единицы объёма стержня, тем она прочней.

  У композита плотность примерно равна 2 тн/м3 тогда как у стали её величина составляет 7,85 тн/м3.

• Теплопроводность. Способность материалов передавать тепловую энергию менее нагретым телам называют теплопроводностью.

  Арматура, заложенная в фундаменте, с низкой теплопроводностью будет препятствовать утечке тепла из дома. Коэффициент теплопроводности композита – 0,35, у стали – 46.

• Антикоррозионная стойкость. В этом отношении стальная продукция полностью проигрывает композитным стержням. Полимеры не подвержены коррозии, но зато теряют свои прочностные характеристики от старения.
• Диэлектрические свойства. В отличие от высокой электропроводности стальной арматуры композитные каркасы в монолите не создают помех для передающих электрических приборов.

  Диэлектрические полимеры не препятствуют прохождению радиосигналов по причине отсутствия собственных электромагнитных полей.

• Вес. От того сколько весит материал зависит общая масса фундамента. Использование композита значительно уменьшает давление фундамента на грунтовое основание.

  Полимерный материал в отличие от стальных изделий переносят небольшими партиями в опалубку вручную.

  Транспортировать пластиковые стержни намного проще, чем стальные. Во-первых, её хранят и перевозят в бухтах, а во-вторых, для перевозки достаточно использовать небольшой грузовик такой, как «Газель».

Сравнительная таблица

Для того, чтобы понять, насколько легче композит стальной арматуры, представлена таблица:

Что такое стеклопластиковая арматура?

Стеклопластиковая композитная арматура (АКС) представляет собой стержень, произведенный из стеклянного сплеточного нитевидного волокна (ровинга) прямого или скрученного, скрепленного особым составом. Обычно это синтетические эпоксидные смолы. Другой вид представляет собой стекловолоконный стержень с намоткой из углепластиковой нити. После намотки такие стекловолоконные заготовки подвергают полимеризации, превращая их в монолитный стержень. Стекловолоконная арматура имеет диаметр от 4 до 32 мм, толщиной от 4 до 8 мм упаковывается в бухты. Бухта содержит 100-150 метров арматуры. Также возможна нарезка в заводских условиях, когда размеры предоставляет заказчика. От технологии производства и связующего зависят прочностные характеристики стержня.

Варианты упаковки и транспортировки АСП.

Изготавливают материал методом протягивания. Стекловолокно, намотанное на бобинах, разматывают, пропитывают смолами и отвердителями. После этого пропускают заготовку через фильеры. Их назначение – отжим лишней смолы. Там же будущая арматура уплотняется и приобретает характерную форму с цилиндрическим сечением и заданным радиусом.

После этого еще на не отвердевшую заготовку наматывают по спирали жгут. Он необходим для лучшего сцепления с бетоном. Затем материал запекается в печи, где происходит процесс отвердения и полимеризации связующего. Из печи прутья направляется на механизм, где происходит ее протяжка. На современных заводах для полимеризации используются трубчатые печи. В них же удаляются летучие вещества. Готовую продукцию наматывают в бухты либо нарезают прутки необходимой длины (по предварительному заказу клиента). После продукция отправляется на склад. Также клиент может заказать арматуру с заданным углом изгиба.

Основные преимущества стеклоарматуры

Стеклопластиковая арматура пользуется растущей популярностью у покупателей и благодаря своим достоинствам теснит занимавшие господствующее положение стальные аналоги. К ее основным преимуществам можно отнести:

Особенности стеклопластиковой арматуры

• лёгкость в сравнении со стальной арматурой: 160 кг стеклопластика по объёму эквивалентны двум тоннам металлического материала;
• затраты на производство на 30% ниже стандартных вложений на изготовление конкурирующих аналогов;
• высокая и быстрая окупаемость;
• прочность на разрыв в 3 раза выше других материалов;
• отсутствие необходимости в крупногабаритном помещении, большегрузном транспорте и многочисленном обслуживающем персонале;
• стеклопластиковая арматура не подвержена коррозии.

Анализ, сравнение основных параметров двух типов армирующих материалов

Из какого материала арматура лучше – из стеклопластика или стали, делать обвязку можно, проанализировав характеристики.

Стальная арматура:

• Хорошая упругость, пластичность материала.
• Прочность стальной арматуры составляет 390 мПа.
• Теплопроводность – 46 Вт/(м*к).
• Плотность равна 7800 кг/м3.

Стеклопластиковая арматура:

• Хорошая упругость, пластичность стеклопластикового прутка.
• По прочности изделия из стекловолокна превосходят конкурентов из стали. Показатели равны 1300 мПа.
• Коэффициент теплопроводности меньше — 0.35 Вт/(м*к).
• Плотность материала – 1900 кг/м3.

Технические характеристики

Назначение изделий

Арматура из стекловолокна также используется для формирования фундамента. Он является основой всего здания, поэтому только тщательное проектирование приведет к долговечности и прочности постройки. Отзывы об этом стройматериале имеют положительную динамику. Мастера учитывают повышенную прочность при малом диаметре в сравнении с расчетами для металлического армирования.

При этом сама СА намного легче, что требует тщательного общего перерасчета, а не просто сравнения цены за килограмм. Профессионалы в строительных работах должны учитывать толщину арматуры как один из важных основных показателей. Крепясь между собой, волокна создают необходимый каркас, который потом следует залить бетоном для образования монолита.

Фундамент бывает нескольких видов: ленточный, столбчатый и монолитный. Для постройки деревянных и кирпичных домов (с возможностью создания подвального помещения) зачастую применяют ленточный и монолитный. Оба вида создаются с каркасом из нужного количества СА, залитой бетоном. Срок эксплуатации такого каркаса длительнее, чем армированного металлом

Кроме того следует принять во внимание химическую устойчивость: на него не влияют добавления в бетон для работ при минусовой температуре

В целом данная продукция имеет положительные характеристики. Теоретические расчеты предусматривают использование арматурных конструкций, погруженных в воду. Это не отобразится на образовании коррозии

Преимущества ее состоят в выдерживании контрастных температур, противостоянии влаге, химическим воздействиям, что особенно важно для суровых эксплуатационных условий на улице

Следует отметить, что в сейсмоактивной местности целесообразнее использовать именно стекловолокно. Старение металла при вибрации быстрее, нет так званого эффекта выламывания арматуры во время землетрясения. Таким образом, СА относится к надежным стройматериалам.

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.

Использование композитной арматуры актуально для конструкций, эксплуатация которых будет осуществляться в контакте с агрессивными средами.

Технология армирования фундаментов

Благодаря уменьшенному весу пластиковой арматуры и возможности использования прутов любой длины, сборка армирующего каркаса выполняется намного проще, чем из металлических стержней. Повышенная прочность полимерной арматуры для фундамента материалов позволяет использовать меньшее сечение.

Так, например, стальная арматура диаметром 12 мм, часто применяемая для монтажа фундаментов в частном строительстве, заменяется пластиком 8 мм, а пруты 10 мм — полимером 7 мм.Расчетная таблица, которая поможет вам точно определить, какой диаметр можно использовать в каждом отдельно взятом случае.

Технологический процесс производства монтажных работ с использованием пластиковой арматуры для фундамента выполняется в несколько этапов, что показано на видео в конце статьи:

1. установка опалубки;
2. разметка уровня заливки бетона;
3. сборка армирующего каркаса;
4. заливка бетона;
5. снятие опалубки.

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.

После этого на внутренней стороне ограждающих элементов с помощью водяного уровня необходимо нанести отметки верхнего уровня будущего монолита. Они позволят cориентироваться при заливке бетона и обеспечат его равномерное распределение.

Сборка армирующего каркаса

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.

Схема армирования монолитной плиты.

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.

После сборки конструкции ее нужно перенести и установить внутрь опалубочного ограждения, как показано на фото.

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.

В процессе выполнения работ по монтажу фундамента из стеклопластиковой арматуры, необходимо помнить, что края прутов не должны доходить до опалубки и дна траншеи на 5 см. Для обеспечения этого условия можно использовать специальные пластиковые фиксаторы типа «стойка» и «звездочка» или плотные влагостойкие каменные материалы.

Армирование пояса.

Заливка бетонной смеси

Укладка бетона внутрь опалубки производится точно так же, как и при использовании металлической арматуры

Однако следует соблюдать повышенную осторожность, поскольку прочность стеклопластиковой арматуры при сильных боковых воздействиях может оказаться недостаточной. Уплотнение бетона вибратором или трамбовкой необходимо выполнять таким образом, чтобы не повредить установленный каркас

Применение стеклопластиковой арматуры в строительстве

Применение стеклопластиковой арматуры оправдано в некоторых случаях как в промышленном строительстве, так и в частном малоэтажном.

По поводу промышленного строительства, я думаю, говорить много не стоит, все же сайт посвящен строительству домов своими руками, поэтому давайте разберем область применения стеклопластиковой арматуры в частном малоэтажном строительстве.

1. Стеклопластиковая арматура применяется в некоторых типах фундаментов, таких как ленточный – заглубленный ниже глубины промерзания, плитный фундамент.

Стоит отметить, что это касается только малоэтажного частного строения, на хорошем грунте. На плывучих грунтах будут повышенные нагрузки на излом, которые стеклопластиковая арматура может не выдержать.

2. Целесообразно применение стеклопластиковой арматуры в армировании кирпичных стен, стен из блоков, очень часто можно встретить армирование стен из газосиликатных блоков стеклопластиковой арматурой.

Применение стеклопластиковой арматуры в армировании стен очень популярно среди застройщиков. Причем применяется такая арматура как элемент армирования самих стен, так и в качестве связки облицовочной стены с несущей.

3. В многослойных панелях в качестве связей. Так как внутри панелей, как правило присутствует плотный утеплитель, для связки между собой бетонных частей и используется стеклопластиковая арматура.

4. Оправдано применение стеклопластиковой арматуры в несущих частях элементов, подверженных повышенной коррозии, бассейнов, например.

Металлическая арматура будет подвержена коррозии при нахождении бетона в воде, а стеклопластиковая арматура лишена такого недостатка, основываясь на одном из ее достоинств.

5. Также стеклопластиковая арматура широко применяется в армировании клееных деревянных балок, увеличивая их жесткость.

6. Армирование асфальта, в местах повышенных нагрузок, хотя я такого еще ни разу не видел.

Как видите, область применения стеклопластиковой арматуры в строительстве довольно широка, хотя и присутствуют кое-какие ограничения.

Мнение автора о применении стеклопластиковой арматуры в строительстве

Я считаю, что стеклопластиковая арматура пока не способна полностью заменить металлическую, но это не значит, что ею можно совсем пренебречь.

Я широко применяю ее в строительстве стен из блока и кирпича, также в качестве связей облицовочной стены с несущей, так как при применении металла в качестве связей, во-первых, он будет подвержен коррозии, ну а во-вторых, металл создает мостики холода, которые в современном строительстве крайне нежелательны.

Применение стеклопластиковой арматуры в фундаменте так же оправдано, если у вас нетяжелая постройка, например, каркасный дом или гараж.

Если же на участке слабый грунт и предвидятся огромные нагрузки на фундамент, я бы не стал рисковать с применением арматуры, у которой упругость на излом меньше чем у металлической.

Области применения стеклопластиковой арматуры

Композитные материалы нашли применение в разных направлениях строительства. Рассмотрим основные из них.

Что в итоге: ПКА или сталь?

В итоге – полимерную арматуру лучше не применять в жизненно важных сооружениях. Она отлично подходит для армирования плитных фундаментов, дорог и пешеходных тротуаров, где присутствует только незначительная нагрузка. Использование ПКА в таких объектах действительно поможет сэкономить, но вот при строительстве жилых объектов лучше отдать предпочтение проверенной временем стали. Может быть, когда-нибудь изобретут и пластиковый бетон, который сможет намертво армироваться ПКА, но пока сталь – и только сталь – является гарантией прочности.

В дополнение – ещё немного полезной информации в этом видео:

Watch this video on YouTube