Композитная (пластиковая) арматура: виды, характеристики, плюсы и минусы, область применение в строительстве

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

Технология армирования фундаментов композитными материалами

Небольшой вес пластиковой арматуры для фундамента упрощает процесс сборки арматурного каркаса любой конструкции. При этом, благодаря повышенной прочности материала, диаметр поперечного сечения берется на один номер меньше, чем для металлических аналогов.

Технологический процесс монтажа бетонных монолитных конструкций с применением полимерных стержней состоит из следующих этапов:

установка опалубки и отметка уровня заливки бетонной смеси;
сборка и установка армирующего каркаса;
заливка бетона в опалубку;
снятие опалубочных щитов.

Работы по монтажу армированных монолитных конструкций необходимо выполнять в соответствии с принятыми проектными решениями. Конфигурация палубы должна полностью соответствовать размерам и форме фундамента. В качестве опалубочного материала можно использовать штатные щиты заводского изготовления, доски, влагостойкую фанеру или ДСП. Для несъемной опалубки чаще всего применяют листовой пенополистирол.

После сборки и закрепления опалубочных щитов, на их внутренней стороне, при помощи водяного уровня, делают отметки верхнего предела заливки бетонной смеси. Это сократит время выполнения работы и поможет более равномерно распределить бетон.

Пространственный армирующий каркас для ленточного фундамента

Схема армирования фундамента, укладки и диаметр прутьев всегда указываются в проекте. Применение композитной арматуры, особенно на основе углеволокна, позволяет уменьшить диаметр стержней на один размер. Укладка материала должна точно соответствовать расчетным данным. Сборка каркаса производится на ровной площадке.

Работа начинается с нарезки заготовок. Для этого из бухты отматывают отрезки необходимой длины и устанавливают из на подставки на высоте 35-50 мм над опорной подушкой или грунтом. После этого укладываются поперечные перемычки, согласно чертежу, и в местах пересечений связываются проволокой или стяжками. Таким образом будет собран нижний ряд пространственного арматурного каркаса.

На следующем этапе необходимо собрать решетку, полностью аналогичную первой, уложить ее сверху и после этого нарезать вертикальные стойки проектной длины. Первая стойка привязывается на углу плоских решеток, вторая — на соседнем пересечении, в итоге так постепенно образуется пространственная конструкция. Если горизонтальных рядов больше, то вторая решетка фиксируется на нужной высоте, а потом закрепляется следующая. Вертикальная стойка в этом случае представляет собой один целый отрезок.

Пластиковые фиксаторы.

На дно траншеи необходимо насыпать песчано-щебеночную подушку и хорошо ее утрамбовать. После этого слой песка рекомендуется накрыть геотекстилем или гидроизолирующим материалом. Это предотвратит поступление влаги к бетону и прорастание сорных растений.

Горизонтальное армирование плитных фундаментов

При заливке фундаментных оснований плитного типа применяют технологию горизонтального армирования. Ее главная особенность заключается в отсутствии поворотных и примыкающих участков. Обычно это две сетки, расположенные друг над другом из длинных прямых прутов и вертикальных стоек.

Все работы выполняются по месту. Сначала, по проектному чертежу, вяжется нижняя сетка, а поверх нее укладывается верхняя. После этого устанавливаются вертикальные стойки, как было рассказано для ленточных конструкций. Нижняя сетка должна быть обязательно установлена на подставки.

Заливка бетона на пластиковый арматурный каркас

Технологически заливка бетонной смеси ничем не отличается от работ при использовании стальной арматуры

Однако, учитывая меньшую прочность материала при боковом радиальном воздействии, уплотнение вибратором следует производить осторожно, чтобы не нарушить целостности пластиковых прутов

Использовать ручную трамбовку не рекомендуется, т.к. давление бетона может изменить конфигурацию армирующей конструкции.

Источник

Что собой представляет арматура из стеклопластика

Так называемая композитная арматура – это стержень из стеклопластика, вокруг которого намотана углепластиковая нить, служащая не только для усиления конструкции такого изделия, но и для обеспечения его надежного сцепления с бетонным раствором. У арматуры данного типа есть как плюсы, так и минусы, и к ее использованию следует подходить очень взвешенно.

Элементами для фиксации углепластиковых арматурных прутков между собой служат пластиковые хомуты. Удобно, что для соединения элементов такой арматуры не требуется использование сварки, что, несомненно, является большим плюсом.

Скрепление стеклопластиковой арматуры с помощью фиксаторов и хомутов

Оценивая целесообразность использования стеклопластиковой арматуры, необходимо рассмотреть все плюсы и минусы ее применения в отдельных ситуациях. Такой подход позволит обеспечить высокую эффективность этого материала как средства укрепления строительных конструкций различного назначения.

Если не учитывать характеристики стеклопластиковой арматуры и не сопоставлять их с параметрами аналогичных изделий, изготовленных из металла, можно нанести серьезный вред будущей строительной конструкции или элементам отделки. Именно поэтому прежде чем приступать к выбору элементов для армирования конструкций из бетона, следует разобраться, в каких случаях применение тех или иных изделий является более целесообразным.

Физико-механические свойства композитной арматуры различных типов

Немного мифов от недобросовестных производителей и продавцов

Арматура из стеклопластика, хоть и неновый (как выяснилось) материал, но большинству потребителей незнакома. То, что позиционирует ее как инновацию – нет ничего страшного. Хуже, когда, пользуясь неосведомленностью потенциальных клиентов, производитель пытается всячески увеличить отпускную цену на продукт, указывая на якобы уникальные свойства именно его композитной арматуры.

Композитная арматура фото

Пока обычный частный застройщик по крупицам собирает о ней информацию, знакомясь со свойствами и особенностями применения, а крупные строительные фирмы занимаются просчетом доходной и расходной части бюджета при переходе на композит вместо металла, слухи растут и множатся. И на них требуется дать обоснованный и честный ответ.

Один из самых распространенных мифов можно развенчать прямо сейчас.

Внешне этот строительный материал представляет собой светлые прутки с различными оттенками желтого цвета (если они сделаны из стекловолокна) или выраженного черного (при условии, что применялся базальт). Однако попытка сделать товар более привлекательным внешне, а именно добавление красящего пигмента различного оттенка, позволило вывести на рынок цветную арматуру. И сразу же появился миф: добавки эти непросто окрашивают прутки, а являются особыми компонентами, улучшающими характеристики материала. Серьезные производители дают однозначный ответ: цвет на качество композитной арматуры не влияет.

Помимо улучшения товарного вида за подобными экспериментами с цветом стоит и весьма благородный порыв: выделить прутки различного диаметра.

Это интересно: Как правильно связать арматуру для фундамента — способы и правила работ

Технические особенности стеклопластиковой арматуры

Стекловолоконные изделия являются экономичным аналогом стальной арматуры. Производятся из различных материалов с разными техническими характеристиками. Такой тип стержней подходит при изготовлении бетонных, гипсовых, силикатных конструкций.

Преимущества стеклопластиковой арматуры:

Малый вес.
Стойкость к влаге, химическим веществам.
Диэлектрические свойства. Стекловолокно не проводит электрический ток, который окисляет металл.
Низкий коэффициент теплового расширения, приближенный к аналогичным характеристикам бетона. Такая характеристика снижает риск образования трещин в бетонных конструкциях.
Не создает помех для радиосигналов.
Большой выбор сечений и длин прутов.
Легкость транспортировки.

Недостатки:

Низкая огнестойкость.
Небольшой диапазон рабочих температур.
Малая прочность на изгиб и сжатие. Пруты могут тянуться еще при заливке бетона, что требует дополнительного контроля при армировании.
Усложненный монтаж. Стекловолокно нельзя сваривать, в качестве связующих элементов используются пластиковые хомуты, которые не отличаются высокой надежностью. При необходимости применения сварочного аппарата используются композитные пруты со стальным стержнем.

Композитные пруты применяются при устройстве стяжки, настилов, дорожных покрытий, а также при изготовлении ограждений, щитовых и каркасных конструкций с низкими нагрузками, строительстве береговых, канализационных, мелиоративных и других сооружений. При монтаже стекловолоконных прутов не рекомендуется их сгибать – при таких воздействиях, поверхность стержня может быть нарушена.

Основы производства стеклопластиковой арматуры и её структура

Для производства композитного строительного материала в качестве сырья используют алюмоборосиликатное стекло. Его плавят при высокой температуре и специальным оборудованием растягивают в тончайшие нити.

Эти практически невидимые нити собираются в пучки – стеклоровинг, и уже из этих пучков формируются сами стержни

Прочность достигается именно за счет многослойности материала. Основу составляет внутренний стержень, скрепленный полимерной смолой, а вокруг него навиваются волокна композитного состава. Для ускорения полимеризации арматура обжигается в туннельных печах, а затем остужается под проточной водой.

Готовый материал сматывается в бухты или нарезается на отрезки нужной длины

Расчет арматуры

При строительстве фундамента своими руками важно правильно рассчитать необходимые материалы, включая стеклопластиковую арматуру. Расчет должен выполняться в соответствии со следующими важными нюансами:

должно быть проведено правильное определение параметров длины основания

Во время проведения измерений необходимо брать во внимание длину внутренней несущей перегородки;
требуется провести расчет длины армирующих прутьев. При этом стоит учитывать, что армирующие элементы будут размещены в несколько ярусов;
нужно определить число мест с соединениями

Композитные изделия соединяются не при помощи сварки, а внахлест. По этой причине на область каждого угла добавляется по 100 см;
должны быть проведены расчеты для поперечных соединений.

Чтобы точно понять, как выполняется расчет прутков стеклопластиковой арматуры, стоит рассмотреть пример с использование параметров дома с размерами основания 12х12 метров, которое выполнено с использованием ленточной технологией.

При расчете будут выполняться следующие действия:

рассчитывается периметр дома. Р = 2*(12+12) = 48 м;
общая сумма длины арматурных элементов, которые протягиваются в два яруса из 4 краевых стержня, будут вычисляться так – Д = 48*4 = 192 м.
количество перемычек должно высчитываться с учетом минимально допустимого разбега в 0,5 метра. На примере это выглядит так, П = 48/0,5 = 96 штук;
обязательно выполняются расчеты периметра каркаса (500х500 мм). Рк = (0,5+0,5)*2 = 2 м;
выполняются расчеты длины армирующих колец – Дк = 96 шт*2м = 192 м. При этом должна учитываться подрезка – 192 + 5 % = 202 м;
в итоге потребуется – 192 + 202 = 394 метров изделия с одинаковым профилем;
стоит рассчитать требуемое количество хомутов для вязки – Х = 96 шт*4 = 384 штук.

Сортамент и ГОСТы

Неметаллическая композитная арматура разрабатывалась еще в СССР в 60-х годах, однако серийное производство материала так и не было налажено ввиду тогдашней дороговизны стеклопластика. Тем не менее, при строительстве нескольких крупных объектов композитная арматура использовалась, среди которых — линии электропередач в Батуми, Москве и мосты в Хабаровске.

На сегодняшний день не существует стандарта ГОСТ с техническими требованиями к данному материалу (проект находится в разработке). Основным нормативным актом является СНиП №52-01-2003 «Композитная арматура», согласно которому стекловолоконные изделия можно использовать в строительстве в качестве замены металлопрокату. Каждый из производителей имеет ТУ на свою продукцию, вместе с которой поставляются протоколы испытаний и сертификаты допуска.

Диаметры композитной арматуры

Композитная арматура производится в диапазоне диаметров 4-20 мм. Профиль стержней может быть рифленым либо гладким. В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды неметаллических изделий:

АСП — стеклопластиковая арматура, производится из стекловолокна, связанного слоем синтетической смолы;
АБП — базальтопластиковые изделия, в который стекловолоконная сердцевина заменена расплавом из базальтовых волокон;
АСПЭТ — изделия из стекловолокна и полимерного термопласта;
АУП — углепластиковая арматура.

Наиболее распространены в строительстве АСП и АБП, углепластиковая арматура используется реже из-за меньшей механической прочности материала.

1.1 Сферы применения

Применение с.п. арматуры в строительстве практикуется при возведении жилых, общественных и промышленных сооружений, а также малоэтажных зданий, где АСП используется для:

армирования железобетонных конструкций (стен и плит перекрытия);
ремонта поверхностей объектов из кирпича и железобетона;
послойной кладки стен по технологии гибких связей;
армирования фундаментов всех типов (плитных, ленточных, столбчатых);
армирования полов и стяжек;
укрепления стен и газобетонных блоков и монтаж монолитных армопоясов.

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

Распространено применение с.п. арматуры и в сфере дорожного и железнодорожного строительства, в которых АСП применяется:

при обустройстве насыпей и дорожных покрытий;
при укреплении откосов дорог;
при строительстве мостов;
при укреплении береговых линий.

Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций отличается полной устойчивостью к коррозии и химически агрессивным веществам, что значительно расширяет сферу ее применения.

1.2 Преимущества АСП

Композитная арматура имеет следующие эксплуатационные преимущества:

Материал классифицируется по первой группе химической стойкости, его можно использовать в кислотах и щелочных средах.
Стеклопластиковая (далее — с.п.) арматура (АСП) имеет в 3 раза большую прочность на разрыв, чем стальная. Это позволяет использовать при строительстве изделия меньшего диаметра.
Вес АСП в 4 раза меньше, чем у металлопроката — с.п. арматура имеет плотность 1.9 кг/м3, металлическая — 7.9 кг/м3.
Композитная арматура для фундамента стоит на 50-60% дешевле, чем металлопрокат с аналогичными эксплуатационными характеристиками.
АСП отличается удобством транспортировки без необходимости привлечения грузовых автомобилей — прутки диаметром до 10мм поставляются в бухтах произвольной длины, стометровая бухта стержней 8 мм весит около 7.5 кг.
АСП обладает низкой теплопроводностью, она не образует мостиков холода в кладке из газобетонных блоков либо внутри железобетонной конструкции.
С.п. арматура для фундамента является диэлектриком, они не проводит электричество и не подвергается коррозии под воздействием блуждающих токов.
Срок эксплуатации АСП превышает 80 лет.

Качества пластиковой арматуры

Имеет пластиковая арматура плюсы и минусы. Рассмотрим её положительные качества:

небольшой вес (особенно по сравнению с металлическими прутками, которые в 5 раз тяжелее);
диэлектричность (сткелопластик и другие виды подобной стеклоарматуры не проводят электрический ток, поэтому такой материал ещё больше выигрывает у металлического;

БазальтопластикИсточник productcenter.ru

радиопрозрачность (кроме диэлектричности, стеклоарматура имеет полезное свойство радиопрозрачности: внутри построенного с помощью этой арматуры здания не создаются радиопомехи);
водоустойчивость;
гибкость (благодаря этому качеству такую арматуру просто сматывать в бухты и легко перевозить, производителю не обязательно нарезать её на отрезки, при этом уменьшается количество нахлёстов, увеличивается прочность бетонной конструкции и уменьшаются расходы);
устойчивость к нагрузкам (благодаря в два раза большей устойчивости к растягивающим нагрузкам по сравнению с металлом можно производить данные изделия с меньшим диаметром);
химическая нейтральность (пластик и другие составляющие рассматриваемой стеклоарматуры не взаимодействуют с агрессивными кислотными химическими веществами);
удобство (использование композитного строительного материала не связано с необходимостью применения сварки);
низкий уровень теплопроводности (обеспечивает отсутствие «мостиков холода»);
долговечность (считается, что пластиковая арматура долговечней из-за невозможности появления разрушающей коррозии, в отличие от металлических прутьев).

Один из вариантов применения стеклоарматурыИсточник domstroy.com.ua

Имеет стеклопластиковая арматура плюсы и минусы. Среди отрицательных сторон использования этого материала следует выделить низкий модуль упругости. Это значит, что такие композитные стержни могут деформироваться в процессе эксплуатации.

Термостойкость также не является сильной стороной этого материала. С одной стороны, он обладает свойством самозатухания при возгорании и выдерживает достаточно высокие температуры, однако этого не всегда достаточно, поэтому используют пластиковую арматуру только с учётом ограниченного порога термического воздействия. Считается, что её эксплуатационные качества утрачиваются при достижении температуры в 300-400 С, а увеличение её до шестисот градусов и вовсе является критичным.

С другой стороны, указанные температурные нагрузки не должны испытывать и бетонные конструкции. Исключение составляют только промышленные объекты, в которых будут проходить высокотемпературные производственные процессы. В таком случае композитная арматура и металлическая арматура в сравнении не нуждаются, так как выигрывает последняя.

Сравнение металло- и стеклоарматурыИсточник saucyintruder.org

Рассматривая композитная арматуру, её плюсы и минусы, стоит также отметить ненужность сварки. Этот фактор некоторые специалисты относят к положительным качествам пластиковой арматуры, другие считают, что это может стать недостатком, ведь сварка является более крепким соединением деталей по сравнению с пластиковыми соединениями. Чаще всего для закрепления применяют вязальную проволоку, предварительно обжигаемую. Как альтернативный вариант используются хомуты из пластика.

«Минусом» пластиковой арматуры является сложность обработки. Имеется в виду трудность в нарезании такого пластикового прута на стройке, так как для этого требуется использовать специальные станки. Именно поэтому такие манипуляции производят в заводских условиях. Также на рассматриваемую стеклоарматуру всё же оказывает некоторое воздействие щелочная среда, хотя её воздействие можно предотвратить путём выщелачивания.

Стеклоарматура поставляется скрученной или нарезаннойИсточник elec.ru

Как избежать проблем?

Основные проблемы, которые связаны с использованием прутков из волокон стекла, заключатся в некачественном/бракованном материале и неграмотном инженерном расчете конструкции. Проблемы могут возникнуть в строительстве дома, если не учтены характеристики используемой стеклопластиковой арматуры.

Избежать проблем во время и после строительства помогут точные расчеты, аккуратность выполнения работ, строгое соблюдение рекомендаций производителя по выбору и монтажу материала.

Проверить качество товара до приобретения возможно лишь визуально

Для этого следует обращать внимание на следующие моменты

Производитель. Если товар приобретается не на заводе, необходимо запросить документацию на товар, подтверждающий его качество и заводской (не кустарный) вид производства.
Цвет. Однородный по всему прутку цвет говорит о качестве. Неравномерно окрашенное изделие означает, что была нарушена технология производства.
- Коричневый цвет указывает на выгорание вещества.
- Зеленый – о недостаточной термообработке.
Поверхность стержня должна быть без сколов, выемок, раковин и прочих дефектов, спиральная навивка – ровной, непрерывной, с постоянным шагом.
Несмотря на желание сэкономить, нужно помнить, что качественную стеклопластиковую арматуру не продают дешево. Слишком низкая стоимость говорит о малой прочности и недолговечности.

https://youtube.com/watch?v=LwgGlPVSAzc

Применение стеклопластиковой арматуры в ряде случаев целесообразно вместо металлической арматуры. Иногда допустимо комбинировать металлические и стеклопластиковые прутки при сооружении одной конструкции. Чтобы впоследствии не сожалеть об использовании АКС, следует тщательно проводить расчеты будущих построек на стадии проектирования. Подбирают композитную арматуру аналогично стальной, учитывая ключевые параметры: прочность на изгиб, показатель прочности на разрыв и пр.

Возможность использования стекловолоконных прутков оценивается исходя из подвижности и типа грунта, требований пожарной безопасности, продольных и поперечных нагрузок, которые будут воздействовать на конструкцию. Например, на болотистых и подвижных почвах для армирования применяют металлическую арматуру. Стеклопластиковую арматуру просто сломают подвижки грунта ввиду ее малой прочности на излом.

https://youtube.com/watch?v=lfSGRzoKEbM

Как изготавливается пластиковая арматура

Процесс производства полимерной арматуры осуществляется на автоматизированных линиях и предусматривает следующие стадии:

Заполнение бункера подающего модуля полимерным составом.
Подачу композитных волокон и обеспечения равномерного натяжения.
Термическую обработку материала для удаления воды и включений масла.
Загрузку полимерных волокон в резервуар с нагретыми связующими ингредиентами.
Протягивание пропитанных нитей через насадку, осуществляющую их навивку.
Полимеризацию исходного материала в печи при высокой температуре.
Охлаждение полученных прутков и разрезание их на заготовки требуемых размеров.

Характеристики оборудования гарантируют качество получаемой продукции.

Композитная арматура: преимущества и недостатки, характеристики и применение в строительстве