Дополнительные элементы 

Как армировать фундамент композитной арматурой. Стеклопластиковая арматура – применение, достоинства и недостатки

В строительстве, как и в других отраслях, все чаще прибегают к использованию в производстве товаров и услуг новейших технологий и инновационных подходов. Стеклопластиковая арматура - пример такого альтернативного решения. Она достаточно быстро заменила традиционные металлические детали, обогнав их по экономическим и техническим параметрам. Из данной статьи вы узнаете, что такое арматура стеклопластиковая. Характеристики данного материала будут представлены в сравнении с другими.

Стеклопластикая арматура - что это?

Армирующее средство, или неметаллическая стеклопластиковая арматура, представляет собой некий стержень с ребристой поверхностью из стеклянных волокон. Его профиль спиралеообразен, а диаметр варьируется от 4 до 18 мм. Длина арматуры может доходить до 12 метров. Иногда она встречается в виде скрученных бухт, диаметр такого строительного материала составляет 10 мм.

За рубежом стеклопластиковая арматура, применение которой столь же широко, как и у нас, называется полимерным оборудованием. Оно упрочнено непрерывным волокном. В России чаще можно встретить аббревиатуру АКС.


Из чего состоит стеклопластикая арматура?

Физическое тело АКС состоит из нескольких частей:

1. Основной ствол. Он сделан из параллельных волокон, которые соединены полимерной смолой. Основной ствол обеспечивает прочность арматуры.

2. Внешний слой - представляет собой волокнистое тело. Его накручивают по спирали вокруг ствола АКС. Встречается в виде песчаного напыления или двунаправленной навивки.

Существуют различные вариации стеклопластика, все зависит от фантазии производителя и целесообразности ноу-хау. В продаже можно встретить арматуру, основной ствол которой выполнен в виде косички из углеволокна.

Основные свойства

Чтобы определить свойства стеклопластика, было проведено немало исследований и испытаний. Полученные результаты охарактеризовали АКС как высокопрочное и долговечное оборудование для строительства, которое обладает рядом преимуществ перед другими материалами:

  • небольшой вес (стеклопластик легче металлической арматуры в 9 раз);
  • устойчивость к коррозии в кислой и агрессивной хлористой средах (в 10 раз превосходит свойства стальной арматуры);
  • низкая теплопроводность;
  • экономичность (ее выгоднее перевозить, а замена проводится реже);
  • магнитоинертость;
  • радиопрозрачность;
  • арматура является диэлектриком.


Стеклопластиковая арматура: недостатки

Помимо бесспорных достоинств АКС, благодаря которым она завоевала большую популярность у строительных компаний и простых обывателей, у нее есть свои недостатки. Конечно, критическими их назвать очень сложно. Однако стоит иметь в виду и отрицательные характеристики материала, которые могут повлиять на процесс строительства.

Итак, недостатки:

  • низкий модуль упругости;
  • недостаточный показатель термостойкости;
  • прочие.

Благодаря низкой упругости, АКС легко сгибать. Для изготовления фундамента и дорожек это не является серьезным минусом. А вот в случае с производством перекрытий нужно делать дополнительные расчеты, учитывая данную особенность арматуры.

Недостаточная термостойкость - более серьезный недостаток АКС. То, что стекловолокно само по себе жаропрочно, еще ничего не значит. Пластиковое связующее звено не выдерживает высокой температуры, однако арматура относится к группе самозатухающих материалов. Данное свойство имеет силу до температуры 2000 градусов по Цельсию, после чего АКС теряет свою прочность. Поэтому использование стеклопластика вместе с бетоном запрещено. Такую арматуру можно применять лишь в тех областях строительства, где полностью исключены температурные перепады. Однако данные требования почти всегда выполняются в обычных жилищных и некоторых промышленных постройках.

Стеклопластиковая арматура, недостатки которой были перечислены выше, имеет еще ряд отрицательных сторон. Со временем прочность ее разрушается, а под воздействием щелочных составов скорость реакции увеличивается в несколько раз. Но современные технологии позволяют справляться с данным недостатком. В состав АКС добавляют редкоземельные металлы, которые делают стеклопластик менее чувствительным.

Некоторые специалисты отмечают тот факт, что такая арматура не терпит сварки. Поэтому многие предпочитают "вязать" плети из стекловолокна.

Производство стеклопластика

Мы очень часто используем стеклопластиковую арматуру в домашних условиях, к примеру, в заливке фундамента и др. Производство АКС не обязательно должно быть поточным. Многие автомастерские, занимающиеся тюнингом машин, выпускают данный материал в различной конфигурации. Армирование стеклопластиковой арматурой - обычное дело для сервисов: они могут сделать из нее новый бампер и другие детали. Но в данном случае речь идет о мелкосерийном производстве. Ставят АКС на поток только крупные промышленные предприятия.

Существует несколько основных методов изготовления:

  • протягивание;
  • наматывание;
  • ручной способ.

Первый метод используют для изготовления различных профилей. На непрерывной линии потока разматываются стеклянные волокна. Чаще всего с бобин разворачиваются параллельные пучки материала, которые не скручиваются между собой. Специалисты называют данный элемент производства ровингом. До того, как бобины придут в действие, стекловолокно смазывается смолой, содержащей вещества для ее полимеризации при высоких температурах. Постепенно материал будет отвердевать, а достигается этот эффект за счет произошедшей химической реакции. Потом стекловолокно проходит через фильтры, которые освобождают материал от излишней смолы, и АКС приобретает привычную цилиндрическую форму. Пока арматура не затвердела, на нее по спирали наматывается специальный жгут. Именно он обеспечивает прочность при контакте с бетоном. Благодаря этому свойству все чаще используется арматура стеклопластиковая для фундамента. Отзывы, которые оставляют строители, зачастую положительные.

После всех манипуляций АКС проходит через печь, где при высокой температуре она твердеет. Далее готовую арматуру нарезают на части нужной длины (их называют плетьми). Иногда АКС наматывают на бобины, но это возможно только в том случае, если у нее небольшой диаметр. Толстые плети просто невозможно скрутить. Такая стеклопластиковая арматура, применение которой очень распространено, выпускается в больших количествах, если речь идет о масштабном производстве.

Методом наматывания производят чаще всего трубы из стеклопластика. Изготавливаются они по такому же принципу, что и плети. На специальный станок наматывается стекловолокно, пропитанное смолой. Намоточное устройство, благодаря своему вращению, позволяет получить цилиндрическую поверхность. Далее стекловолокно проходит через высокотемпературную печь и разрезается на трубы определенных размеров.

Ручной способ чаще всего используется в мелкосерийном производстве. Стеклопластиковая арматура, недостатки которой не так сильно влияют на конечный результат, позволяет получить прочный автомобильный корпус, бампер и т. д. Мастера создают специальную матрицу с предварительно нанесенным декоративно-защитным слоем. Обычно для этого используют распылитель, что позволяет достичь равномерного эффекта. После этого на матрицу укладывают стекломатериал, который раскраивают заранее по нужным размерам. Стеклоткань или стекломат пропитывают смесью полимерной смолы. Лучше всего пользоваться кистью. С помощью валика из материала выдавливается оставшийся воздух, чтобы внутри стекловолокна не было пустот. Когда ткань затвердела, ее обрезают, придают нужную форму, сверлят в ней отверстия и т. п. После этого матрицу можно использовать повторно.


Характеристики

Стеклопластиковая арматура характеризуется следующими параметрами:

  • шаг навивки;
  • внутренний и наружный диаметр.

Каждому номеру профиля соответствует свое значение показателей. Единственный параметр, который остается неизменным - шаг навивки. Он равен 15 мм.

Согласно ТУ, арматура стеклопластиковая, характеристики которой различаются в зависимости от профиля, выпускается под следующими номерами: 4, 5, 5.5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и 18. Данным значениям соответствует показатель наружного диаметра. Вес профилей варьируется от 0,02 до 0,42 кг/1 п. м.

Виды

Строительная арматура имеет множество разновидностей. Есть классификации, которые подразделяют ее на:

  • штучную;
  • сетку;
  • каркасы;
  • конструкции.

Также арматура делится на группы:

  • рабочая;
  • распределительная;
  • монтажная;
  • арматура, которая используется в железобетонных сооружениях.

Кроме того, стержни делятся на продольные и поперечные, гладкие и круглые, стеклопластиковые и композитные и др.

Сфера применения композитной арматуры

Сфера применения рассматриваемого нами материала достаточно широка. Очень часто используется арматура композитная (стеклопластиковая) для фундамента, а именно для армирования упругих оснований. В данном случае речь идет о производстве дорожных перекрытий и плит. Армирование стеклопластиковой арматурой используется для производства обычных бетонных конструкций, дренажных труб, дюбелей и т. д. С её помощью улучшают характеристики стен, делают гибкие связи между кирпичной кладкой. АКС используют для армирования автомобильных полотен, насыпей для слабого основания, монолитного бетона и т. д.

Траспортировка

Стеклопластиковая арматура выпускается в виде бухт, которые можно сворачивать. Это стало возможным после того, как производители убрали Бухты АКС можно спокойно развернуть, после чего стеклопластик выпрямляется и становится пригодным для работы.

Материал упаковывают и перевозят в горизонтальном положении. Главное во время транспортировки - следовать основным правилам по перевозке грузов.


Сравнение стеклопластиковой арматуры со сталью

Главным конкурентом АКС является стальная арматура. Их характеристики во многом схожи, но по некоторым показателям стеклопластик явно превосходит привычный вид металлического оборудования.

Сравним стекловолокно со сталью по неким параметрам:

1. Деформативность. Стальная арматура - упруго-пластическая, АКС - идеально-упругая.

2. Предел прочности: у стали - 390 МПа, у стеклопластика - 1300 МПа.

3. Коэффициент теплопроводности. В первом случае он равен 46 Вт/мОС, во втором - 0,35.

4. Плотность. Стальная арматура имеет значение в 7850 кг/м 3 , АКС - 1900 кг/м 3 .

5. Теплопроводность. Стеклопластик нетеплопроводен, в отличие от стали.

6. Коррозийная стойкость. АКС - нержавеющий металл, сталь относительно быстро коррозирует.

7. Способность проводить электричество. Диэлектрик - это стеклопластиковая арматура. Недостатки стальных стержней в том, что они являются стопроцентными проводниками тока.

Армирование – неотъемлемый процесс создания железобетонных конструкций или изделий. В некоторых случаях сталь противопоказана, поэтому в середине прошлого века была разработана замена – композитная арматура.

Бетон – прочный, но абсолютно непластичный материал. Он превосходно противостоит нагрузкам на сжатие и не выдерживает давление на растяжение. Поэтому неправильно сформированный фундамент начинает быстро трескаться, крошиться, требует реставрационных работ. Для усиления и упрочнения конструкции используется скелет из армирующих стержней, который равномерно распределяет нагрузки и увеличивает срок службы остова.

Стекловолоконная композитная арматура для фундамента производится из смеси:

1. армирующего компонента – стеклянного штапельного волокна, которое принимает на себя механические воздействия;

2. полимерных связующих, обеспечивающих хорошее сцепление с бетоном, равномерное распределение давления и защиту от внешней агрессивной среды. Чаще всего это многокомпонентная эпоксидная смола со специальными присадками, отвердителями и ускорителями.

Соотношение элементов композита составляет примерно 75:25. Единые стандарты на производство и применение этого вида изделий практически отсутствуют, равно как и поэтому каждое предприятие разрабатывает собственную рецептуру и рекомендации о том, как лучше рассчитать минимально необходимое количество стекловолокна на фундамент, стены, колонны, плиты и так далее.

Выпускается 2 типа стекловолоконной арматуры:

  • Периодический профиль, напоминающий спиральную обмотку. Достигается путем наматывания прутка из стекловолокна на основной стержень. Сверху изделие покрывается слоем связующего, которое защищает армирующий компонент от внешних воздействий.
  • Условно-гладкая. Поверхность присыпана мелкофракционным песком, который способствует лучшей адгезии материала с бетоном или другим типом раствора. Стоимость этого вида изделий выше рифленого аналога примерно на 15-18%.

Арматура выпускается прутками диаметром 4-18 мм. Ее можно купить упакованную в бухты по 50-100 погонных метров либо стержнями длиной по 6 м.


Схема формирования пространственного каркаса аналогична металлическому. Задача – укрепить фундамент, пол или плиту в наиболее уязвимых областях. Поэтому горизонтальные ряды располагаются ближе к поверхности с минимальным интервалом между ними до 50 см, а поперечные распределительные и вертикальные опорные элементы устанавливаются в виде рамки с шагом 30-80 см.

Применение арматуры не ограничивается только опорными конструкциями, такими как фундамент, колонны, опоры линий электропередач, освещения и тому подобное. Стекловолокно используют:

  • Для строительства септиков, дорог, тротуаров.
  • В производстве фасонных изделий.
  • При формировании промышленных полов, настилов, ограждений, мостовых конструкций.
  • При возведении многослойной кирпичной кладки или монолитных стен, перегородок, перекрытий.

Стекловолоконная продукция используется даже при строительстве срубовых домов из оцилиндрованных или окоренных бревен. Дело в том, что при некоторых ошибках (сырой лес, изменение конструкции без согласования с архитектором) в местах наибольших нагрузок строение начинает проседать или изгибаться. Применение металлических изделий внутри помещений нежелательно, поэтому на помощь приходит арматура из композита.


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.


Жесткие требования конкуренции в сфере современного строительства заставляют искать способы снижения затрат, в том числе с применением новых материалов. Появляются новые рецептуры строительного камня, специальные марки бетонов, фундаментных составов, облицовочных и теплоизоляционных материалов. Параллельно на рынке, ранее традиционном для металлической арматуры и специальных конструкций, активно пытаются завоевать «место под солнцем» производители разнообразных композитных изделий. Чаще всего это неметаллические силовые элементы и стеклопластиковая арматура.

Почему появилась стеклопластиковая арматура на строительном рынке

Композитные материалы, и стеклопластиковая арматура в том числе, изготавливаются по относительно несложному технологическому принципу пропитки стеклянных или базальтовых волокон эпоксидной или полиэфирной смолой матрицы. Далее пучок формируется на станке в калиброванный по диаметру пруток композитной арматуры, и запекается при невысокой температуре в специальной сушильной печи. Обычно длина одного отрезка арматуры не превышает 100 м.

Стеклопластиковая арматура не требует работы сложного и дорогостоящего оборудования, поэтому сами производственные затраты относительно невелики, большую часть себестоимости составляет цена смолы для матрицы и стекловолоконного жгута. И все же, если сравнить стоимость стеклопластикового и стального прутка одного диаметра, металлическая арматура имеет складскую цену на 10-20% меньше, а это очень большая разница для такой сферы, как строительство.

Тем не менее стеклопластиковый материал достаточно сильно потеснил металлопрокатную продукцию, не в последнюю очередь из-за ряда специфических свойств, но главными факторами стали немного иные причины:

  1. Стеклопластиковая арматура все чаще стала применяться в частном малоэтажном строительстве. Она более доступна в работе, ее легче и намного дешевле перевозить, хранить, резать. Ее не нужно спрямлять и выравнивать перед использованием, как в случае со стальным вариантом. Материал можно купить целой бухтой и нарезать кусками самой нестандартной длины. Тогда как на стальной стандартный 11-метровый пруток пришлось бы немало отходов, если ваш фундамент, например, имеет армирование длиной 8 м;
  2. Доступность оборудования для производства армирующего жгута позволило многим небольшим предприятиям - производителям стройматериалов наладить поточное производство стеклопластиковой арматуры в самых различных вариантах исполнения поверхности прутка. Огромное количество предложений, грамотная политика продаж и скрытая реклама позволяют диверсифицировать рынок;
  3. Стремление подрядчиков сэкономить в строительных работах на более выгодном материале для армирования, для чего зачастую используется формальный, «слепой» перерасчет по прочности эквивалента композитных материалов и стальной арматуры.

Отзывы специалистов, преимущества и недостатки композитной нитки

При желании можно отыскать самые сложные выкладки и довольно простые примитивные доводы о том, чем хороша или плоха стеклопластиковая арматура. Как правило, серьезные исследования и отзывы специалистов в большинстве случаев не дают конкретных рекомендаций, по сути, «горячей» проблемы фундамента, во многом возможности арматуры на стеклопластиковой основе приходится оценивать на собственный страх и риск.


Внимание! Среди многочисленных отзывов специалистов практически нет настоящих профессиональных экспертов в области строительной механики композиционных материалов. Их мнение и отзывы, как правило, отражаются в оценках и заказных расчетах конкретных строительных проектов, стоят немалых денег и на суд общественности не выносятся.

Профессиональным можно назвать подход, если отзывы тех или иных экспертов оценивают конкретную ситуацию использования, например, стеклопластикового прутка в фундаменте дома с использованием практических результатов и анализом причин. В противном случае назвать такие отзывы специалистов можно в лучшем случае рекламой или антирекламой.

Использование стеклопластикового прутка в фундаменте

Применение арматурных сеток на основе стеклопластиковых силовых элементов началось с 60-х годов прошлого века. Кроме того, построено и находится в эксплуатации достаточно большое количество зданий и технологических сооружений из камня и бетона, в фундаменте и стенах которых использовано армирование на стеклопластиковой основе. Отзывы о состоянии построек с элементами стальной и стеклопластиковой арматуры и многолетнем опыте эксплуатации дадут больше, чем все теоретические выкладки «знатоков», вместе взятые.

Практически все, кто снимает ролики или выкладывает свое мнение о недостатках стеклопластиковой арматуры, - это или менеджеры продаж конкурирующего стального проката, или дилетанты, путающие причины и следствия основных принципов прочности и жесткости конструкций. В большей части такие рассуждения о недостатках стеклопластиковой арматуры сопровождаются формулами и данными о прочности стали и композита. Но внятных причин или процессов, по которым нельзя использовать стеклопластиковое армирование, нет. Если человек, взявшийся комментировать преимущества и недостатки стеклопластикового армирования, не продемонстрировал на практике фрагмент разрушенного бетона или куска фундамента со стеклопластиковой арматурой, все его рассуждения остаются фантазиями на произвольную тему.


Стеклопластиковая арматура используется в строительстве, машиностроении, в специальных проектах уже более 40 лет. Если для вас этот вопрос принципиален, обратитесь в старые советские учебники 70-х годов прошлого века, журналы по строительной тематике, в этих источниках раскрывается физика и механика процессов разрушения фундамента, приводятся многочисленные примеры ошибок.

Обладая высокой удельной прочностью, стеклопластиковое армирование может прекрасно работать в самых сложных условиях, но при этом оно обладает рядом недостатков, ограничивающих его применение в строительстве:

  1. Стеклопластиковая природа композитной арматуры обладает практически нулевой пластичностью материала. Говоря человеческим языком, каркас для высоконагруженного фундамента или стен из такого прутка не сможет пластично подстраиваться под перераспределение нагрузки в нагруженном бетонном камне. В результате в отдельных местах фундамент здания будет испытывать перегрузку, что может вызвать появление трещин;
  2. Стеклопластиковая основа очень хорошо воспринимает растягивающие осевые нагрузки, намного хуже сжимающие нагрузки, и катастрофически плохо переносит усилие сдвига. Это значит, что любое поперечное срезающее усилие, которых немало в «свежих» фундаментах из-за осадочных процессов, приведет к разрушению целостности арматуры;
  3. К сожалению, в течение времени, пока бетон фундамента набирает прочность, каркас из стеклопластика ведет себя несколько иначе, и именно на этом этапе, поэтому каждый конкретный случай в компоновке арматуры требует очень внимательного и аккуратного анализа.


Поэтому в тех узлах, где допустима замена металла композитным материалом, вместо традиционного восьмимиллиметрового прутка, вполне может быть использован шестимиллиметровый жгут стеклопластиковой арматуры. Мало кто знает, но сегодня уже на потоке производятся строительные плиты из напряженного бетона со стеклопластиковой арматурой. Но в производстве такой материал стоит значительно дороже, поэтому практически 90% ассортимента, в том числе для фундамента, являются заказными изделиями.

Варианты применения стеклоарматуры

Неоспоримым преимуществом стальной арматуры является очень хорошо прогнозируемое поведение металла в самых сложных условиях нагрузки. Все существующие небоскребы и высотные здания строятся только на стальной арматуре, мало того, у большинства таких «чудес света» существует внутренний металлический каркас.

Стеклоарматура для высотных зданий или высоконагруженных фундаментов не подойдет. Строительная механика фундаментов - это, вообще, целая наука, прежде всего из-за сложного взаимодействия отдельных частей фундамента с грунтом, со стенами всей конструкции.

В существующей модели фундамента самыми проблемными являются угловые зоны, где арматура испытывает растягивающие, изгибающие и перерезывающие нагрузки. В этих местах не каждая даже стальная арматура в состоянии обеспечить жесткую связку угловых блоков. Металлической арматуре в блоке фундамента это удается только благодаря сочетанию высокой пластичности и упругости. Стеклопластиковое армирование в этих узлах фундамента применять нельзя. Несмотря на высокую продольную прочность, она не сможет противостоять скручиванию и перерезыванию в угловой точке контакта фундамента.


Прочности и пластичности стеклопластиковой арматуры будет достаточно для постройки фундамента и подвала одно или двухэтажного дома. Но при условии, что в угловых стыках фундамента для сращивания арматуры под прямым углом будут использованы специальные муфты. Тем более стеклопластик легко и просто использовать для простого ленточного фундамента 70-90 см глубиной.

Удачным считается применение стеклопластиковой арматуры в паре со специальными марками бетона для фундамента. Зачастую в условиях применения в фундаменте специальных добавок, усиливающих морозостойкость или водонепроницаемость, стальная арматура начинает интенсивно коррозировать. Особенно в фундаментах на грунтах с высоким содержанием солей или в непосредственной близости к трансформаторным подстанциям.

В стенах малоэтажных домов, особенно из газобетонного блока, арболитового камня и любого другого стройматериала, обладающего невысокой жесткостью и контактной прочностью, использование стеклопластикового армирования даже приветствуется. С ним намного проще и легче работать, чем со стальным прутком.


Кроме того, композитная арматура просто идеально подойдет для крепления наружного утеплителя или кладки облицовочного кирпича, там, где требуется или оцинковка, или нержавейка. И, тем более стоит использовать тонкую стеклянную нитку для работ на цокольных блоках фундамента.

Заключение

Еще одна проблема, характерная для российской действительности, о которой обязательно стоит упомянуть. Это низкое качество самой стеклопластиковой арматуры отечественного производителя. Практически каждая бухта с арматурой имеет дефекты излома.


Металлический пруток при складировании и транспортировке может быть украден или по-варварски выгружен в неудобном месте вдалеке от фундамента. Но в любом случае его качество не пострадает. Стеклопластиковую нитку можно легко повредить при транспортировке и даже не заметить этого. В фундамент такую арматуру закладывать точно нельзя.

Последнее время на рынке строительных материалов появляется все большее количество новинок, разобраться с которыми непрофессионалу не под силу. Одной из таких новых технологий стало применение стеклопластиковой арматуры. Производители позиционируют свой товар, как арматуру, имеющую массу преимуществ относительно привычных стальных стержней, но так ли это?

Композитные материалы — это целая группа арматурных стержней, отличающихся по типу исходного сырья. Композит получил свое название из-за того, что в его составе содержится несколько элементов. Первый — волокна из различных видов сырья, второй — термореактивный или термопластичный полимер (смола). После отвердевания вяжущего получают прочные стержни.

В зависимости от происхождения волокон различают несколько видов арматуры:

  • стеклопластиковая;
  • базальтокомпозитная;
  • углекомпозитная;
  • арамидокомпозитная;
  • комбинированная, состоящая в основном из одного вида волокон, но имеющая включения по всей длине другого вида.

Наиболее распространено применение стеклопластиковой арматуры, о ней дальше и пойдет речь. Структура стеклопластиковой арматуры схожа со строением древесины. Точно так же вдоль стержня располагаются волокна, которые за счет вяжущего образуют единое целое.

Достоинства применения

Армирование таким материалом имеет следующие преимущества:

  • Возможность сматывать материал в бухты существенно облегчает его транспортировку и снижает затраты на самостоятельное строительство — арматуру можно доставить на собственном автотранспорте.
  • Небольшой вес изделий упрощает работу своими руками. Нет необходимости в применении большого количества рабочей силы и грузоподъемной техники. Для сравнения, плотность стали составляет 7850 кг на кубометр, в то время как кубический метр композитного материала имеет массу 1900 кг. Отсюда можно посчитать, что масса стеклопластиковой арматуры в 4,13 раза меньше, чем стальной.
  • Устойчивость к коррозии. Самая главная проблема стальных прутов — они подвержены появлению ржавчины. Стеклопластик не боится воды и различных агрессивных сред. Армирование композитным материалом хорошо подойдет для бетонов с добавками различных модификаторов (противоморозные и тому подобное).
  • Также к достоинствам относят то, что стеклопластик плохо проводит тепло и не проводит электрический ток. Бетонные конструкции не обеспечивают необходимой теплоизоляции здания, поэтому к ним всегда предусматривают слой утеплителя, который предотвращает тепловые потери. В связи с этим низкая теплопроводность композита не играет существенной роли. Непроводимость электричества дает некоторые преимущества. Но иногда в железобетонных конструкциях предусматривают выпуски стержней для устройства заземления или молниезащиты. При использовании стеклопластиковой арматуры такие мероприятия невозможны.

Недостатки и мифы

Материал достаточно новый, поэтому не до конца изучен. Применение в массовом строительстве такого типа стержней делает невозможным отсутствие нормативной базы для расчета. По стеклопластику существует только ГОСТ 31938-2012. Это недавно появившийся и единственный нормативный документ. ГОСТ предусматривает технические требования к материалу, но не дает рекомендаций по расчету, производители приводят лишь примерные значения соответствующих стальных стержней.

Армирование композитом имеет следующие недостатки:

  • Невозможность гибки: материал могут изогнуть только на заводе по заранее предоставленным схемам;
  • Невозможность применения сварки. Обычно сварка применяется на больших каркасах, в частном домостроении арматуру чаще вяжут.
  • Неустойчивость к высоким температурам. Сталь начинает терять свои свойства при нагреве до 600 градусов Цельсия. В случае с композитом потеря несущей способности происходит намного раньше. А это значит, что при пожаре бетонные перекрытия и балки обрушатся быстрее.

Помимо недостатков существуют сомнительные моменты, о которых стоит знать.

Расчетные характеристики

Расчет железобетонных элементов выполняют по СП «Бетонные и железобетонные конструкции» по 2 группам предельных состояний (ГПС).

  • 1 ГПС — расчет по несущей способности. Проверяют, может ли элемент выдержать нагрузку, прикладываемую к нему. Расчет ведут с учетом прочности материала.
  • 2 ГПС — расчет по жесткости. Здесь учитываются деформации и величина раскрытия трещин железобетонных конструкций. Расчет ведут с учетом модуля упругости материала.

В железобетонном элементе сжимающую нагрузку берет на себя бетон, а функция арматуры — предотвратить разрушение под действием деформаций. Производители композита заявляют о высоких прочностных характеристиках (Rs), но умалчивают о модуле упругости (Еs). Именно эта величина определяет деформативность конструкции.


Рассчитать деформативность можно, разделив прочность на модуль упругости. Для стальной арматуры А400 Rs = 360 МПа, Es = 200000 МПа, отсюда получаем деформативность равную 0,0018 или 0,18 %. Для стеклопластиковой арматуры Rs = 1000 МПа, Es = 50000 МПа. Деформативность равна 0,02 или 2%. Т.е. на 1 метр конструкции растяжение композитной арматуры возможно до 2-х см против 0,18 см у стальной, представьте какие трещины будут образовываться в конструкции. Арматура предназначена для предотвращения растрескивания и растяжения. Композитная справляется с этой функцией в 10 раз хуже, чем стальная.

Особенно важно это качество при армировании плит перекрытия и различных балок. Здесь деформации очень велики, поэтому армирование таких элементов композитом невозможно.

При применении в конструкциях с предварительным напряжением, его потери со временем для стали составляют 20-30% (то насколько теряется жесткость конструкции). Для стеклопластиковой арматуры это значение может дойти за 5-10 лет до 80-90%, потому что это органический материал. То есть весь смысл предварительного напряжения пропадает.

Обратите внимание что ни один производитель напряженного железобетона (плиты, балки) не использует композитную арматуру. Для неё нет нормативных документов (СП, СНиП), поэтому невозможно рассчитать как она себя поведет.

Исходя из этого, заверения производителей о высокой прочности материала справедливы, но на нормальную работу конструкции влияет не только прочность. По деформативности стеклопластик значительно уступает стали.

Уменьшение веса конструкции

Небольшая масса материала существенно снижает трудоемкость, но стержни не могут дать существенного уменьшения веса всей конструкции, которым добиваются уменьшения нагрузок на фундамент.

Для обоснования приводятся числовые значения:

  1. Нагрузка на фундамент от плиты 6 м на 1,5 м и толщиной 0,2 м из железобетона равняется сумме массы бетона и арматуры. Процент армирования принимаем 3%. Объем бетона = 6 * 1,5*0,3 = 2,7 м³. Умножив этот объем на процент армирования получим объем стали = 2,7 * 0,03 = 0,081 м³. Масса бетона = 2,7м³ * 2000 кг/м³ = 5400 кг. Масса стали = 0,081 м³ * 7850 кг/м3 = 636 кг. Итого масса плиты = 6036 кг.
  2. Для такой же плиты армирование предусмотрено стеклопластиком. Объем бетона, арматуры не меняется, масса бетона тоже. Масса арматуры = 0,081 м³ * 1900 кг/м³ = 154 кг. Масса плиты равна 5400 кг + 154 кг = 5554 кг.

Из приведенных выше вычислений видно, что суммарная масса элемента отличается меньше, чем на 500 кг. При массе плиты более 5000 кг это не очень большое значение. Поэтому применение стеклопластиковой арматуры для снижения нагрузки на фундамент экономически необоснованно, так как композит стоит дороже.

Долговечность

Можно верить производителям композитной арматуры на слово, о том что срок службы композитной арматуры составляет 80 лет. Но сомнительными их слова делают два факта:

  • Сталь применяется человеком уже долгие годы, о ней много информации, можно довольно точно определить ее срок службы в тех или иных условиях. Композитные стержни — новый материал. Сведений о ее эксплуатации в течение долгого периода, а именно заверенные 80 лет, нет.
  • Композитные пруты — органический материал. Со временем в любом органическом веществе происходит разрыв полимерных связей, так называемый процесс “старения” органики, это приводит к потере свойств материала, иногда к разрушению (например резина становится жесткой и начинает растрескиваться через определенное время).

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.

Армирование ленточного фундамента

Ленточный фундамент в зависимости о сечения может быть двух типов:

  • прямоугольный;
  • т-образный.


В т-обазной конструкции ленточного фундамента стенка работает только на сжатие, и арматура закладывается в нее без расчета. Подошва при этом воспринимает изгиб и рассчитывается. Стеклопластик можно закладывать в стенку, но в подошву — с осторожностью. Она подойдет только для небольших нагрузок.

При прямоугольном сечении ленточного фундамента композитные стержни применять можно. Это связано с тем, что данная конструкция в основном работает на сжатие. Рабочее горизонтальное армирование (диаметр и количество прутов) определяют из процента армирования, равного, как приводилось ранее 2-3%. Хомуты для небольших зданий подбирают исходя из конструктивных требований в документе «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию», здесь также приведены минимальные диаметры рабочего армирования. В этом документе представлены требования для стальных стержней, для композита нормативов нет, поэтому застройщик может его применять на свой страх и риск.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод: стеклопластиковая арматура еще не изученный до конца материал. Его использование на сегодняшний день возможно только для конструктивного армирования, но для рабочего армирования применять данный материал не стоит. Особенно не подходит композит для армирования балок, перекрытий и ростверков, т.е. там где большие изгибающие и крутящие моменты.

Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.

Стеклопластиковая арматура, которая используется для укрепления фундамента, относится к категории новых строительных материалов, превосходящих прежние по многим характеристикам. Большинство потребителей еще не знают, можно ли применять ее для армирования стен из газобетона, или для укрепления фундамента. Данная статья даст ответы на эти, а также многие другие вопросы.

Что собой представляет стеклопластиковая арматура

Арматура, для производства которой используют стеклопластиковые материалы, была разработана достаточно давно, еще в 1960-х годах. Однако из-за высокой стоимости применяли ее только в условиях сурового климата, где обычные арматурные конструкции из стали, подверженные коррозии, не могли прослужить долго. Арматурой, которая изготавливалась из стеклопластиковых материалов, укрепляли преимущественно опоры мостов и другие, не менее ответственные конструкции, эксплуатируемые в достаточно суровых климатических условиях.

Со временем развитие химпрома поспособствовало значительному снижению стоимости стеклопластиковой арматуры. Это сделало ее доступным материалом, хорошо проявляющим себя в строительных конструкциях различного назначения. Активное использование арматуры данного типа привело к тому, что в 2012 году специалисты разработали и утвердили ГОСТ 31938-2012, положениями которого оговариваются не только требования к производству данного материала, но и методы его испытания.

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к полимерной арматуре можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

ГОСТ 31938-2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия


В соответствии с государственным стандартом, арматура стеклопластикового типа производится в диапазоне диаметров 4–32 мм. Однако наиболее распространенными для изделий данного типа являются диаметры 6,8 и 10 мм. Заказчику такая стеклопластиковая арматурная продукция поставляется в бухтах.

В указанном стандарте, кроме требований к диаметру и другим геометрическим параметрам стеклопластиковой арматуры, указано, каким должно быть состояние ее наружной поверхности. Так, на поверхности арматуры не должно быть сколов, расслаиваний, а также вмятин и прочих дефектов.

Основные характеристики и главный недостаток

По виду используемого непрерывного армирующего наполнителя композитные изделия подразделяются на следующие категории:

  • АСК – стеклокомпозитные;
  • АУК – углекомпозитные;
  • АКК – комбинированные;
  • другие.

При необходимости использовать стеклопластиковую арматуру для укрепления фундамента дома следует принимать во внимание следующие ее характеристики.
Верхний предел температуры при эксплуатации

Нижняя планка данного параметра для арматурных изделий стеклокомпозитного типа начинается с отметки в 60 градусов Цельсия.

Предел прочности при растяжении

Этот параметр характеризуется отношением прикладываемой силы к площади сечения изделия. Для АСК он должен составлять 800 МПа и более, для АУК – не менее 1400 МПа.

Модуль упругости при растяжении

По данному показателю арматура категории АУК превосходит АСК более чем в 2,5 раза.

Предел прочности при сжатии

Данный показатель для стеклопластиковой арматуры всех категорий должен превышать 300 МПа.

Предел прочности при поперечном срезе

Для АСК этот параметр должен составлять более 150 МПа, для АУК – 350 МПа и более.


Арматура из полимерных материалов имеет значительный недостаток: у нее очень низкая прочность на излом. Из-за данного недостатка область использования данной арматуры ограничена. Производители подобной продукции обязательно указывают сферу ее применения, и, если потребитель выходит за указанные рамки, он делает это на свой страх и риск.

Применение арматуры данного типа обоснованно лишь в тех случаях, когда к теплопроводности, коррозионной устойчивости и диэлектрическим характеристикам армирующих конструкций предъявляются повышенные требования.

Сравнение с арматурой из металла

Арматура стеклопластикового типа, если сравнивать ее с металлической, обладает следующими преимуществами.

  1. Арматурные изделия данного типа отличаются высокой коррозионной устойчивостью: им не страшна как кислотная, так и щелочная среда.
  2. Стеклопластиковую арматуру изготавливают из полимерных материалов, поэтому от металлических изделий ее отличает очень низкая теплопроводность. Благодаря этому при ее использовании для армирования фундаментов и других строительных конструкций не возникает мостиков холода, что особенно важно для наших климатических условий.
  3. Данная арматура, изготовленная из диэлектрика, не проводит электрический ток, а также не формирует радиопомех.
  4. Удельный вес стеклопластиковой арматуры в 8–10 раз меньше, если сравнивать ее с аналогами из металла.
  5. Стоимость металлических и стеклопластиковых изделий для армирования строительных конструкций практически одинаковая, но использовать значительно удобнее.
  6. По такому показателю, как прочность на растяжение, который у аналогичных стальных изделий составляет 400 МПа, арматура из стеклопластика превосходит металлические прутки в два-три раза.
  7. Стеклопластиковую арматуру выпускают прутками длиной 100–150 метров, что дает возможность монтировать армирующие конструкции практически без швов. Специалисты знают, что именно места стыков металлической арматуры являются наиболее слабыми местами усиливающих каркасов. При укреплении фундаментов и других строительных конструкций при помощи изделий из стеклопластика такие слабые места в армирующем каркасе отсутствуют.
  8. Преимущество состоит и в том, что потребитель может приобрести ровно столько продукции, сколько ему необходимо, не оплачивая непредвиденные отходы.
  9. Для монтажа и укладки арматурного каркаса, который изготовлен из стеклопластиковых элементов, нет необходимости в использовании сварочного аппарата и другого специализированного оборудования.
  10. Стеклопластиковую арматуру значительно удобнее транспортировать, так как она может поставляться заказчику как в прутках, так и в бухтах, которые без труда помещаются даже в багажник легкового автомобиля.
  11. При армировании с помощью стеклопластика фундаментов и других бетонных конструкций в последних не возникают трещины, что объясняется тем, что стеклопластик и бетон имеют близкие по своим значениям коэффициенты теплового расширения.

Сферы применения

Арматура, изготовленная из стеклопластика, применяется как в жилищном, так и в промышленном строительстве. Популярность данного материала, используемого для армирования фундаментов и других бетонных конструкций, в последнее время набирает все большие обороты.

Учитывая вышеперечисленные преимущества стеклопластиковой арматуры, можно сделать выводы о том, где лучше использовать этот инновационный материал, а где можно прибегнуть к наиболее традиционным и проверенным временем вариантам. Например, очень распространенными сферами использования арматуры, изготовленной из стеклопластика, является берегоукрепление, а также армирование дорожного покрытия на тех участках, где на него воздействуют агрессивные факторы внешней среды.


В коттеджном строительстве арматура, изготовленная из стеклопластика, также находит широкое применение. В частности, подобные изделия используют для армирования:

  • бетонных конструкций, выступающих в роли ограждения (следует иметь в виду, что нельзя использовать стеклопластиковые изделия для армирования несущих конструкций и перекрытий);
  • ленточных и других типов фундаментов;
  • кладки, выполняемой из газобетонных и пенобетонных блоков.


Многие специалисты сходятся во мнении о том, что при использовании стеклопластиковой арматуры для укладки газо- и пенобетонных блоков лучше производить армирование углов при помощи стальных изделий. При таком комбинированном армировании строительные конструкции будут иметь более высокую прочность, устойчивость и надежность.

Укрепление фундаментных конструкций

При использовании для армирования ленточных и других типов фундаментов стеклопластика применяются прутки диаметром 8 мм, что равнозначно применению 12-миллиметровой стальной арматуры.


Выполнить процедуру такого армирования несложно и своими руками, если придерживаться следующего алгоритма.

  • При монтаже опалубки рекомендуется обернуть ее элементы пергаментом, что позволит использовать их повторно.
  • На внутренней части элементов опалубки, используя горизонтальный уровень, отмечают линию, до которой будет выполняться заливка бетонного раствора. Такая процедура позволит более равномерно распределить бетонный раствор по всему внутреннему объему будущего ленточного или любого другого фундамента.
  • Элементы арматуры, при помощи которой вы будете укреплять свой фундамент, должны быть покрыты слоем раствора толщиной не меньше 5 см. Для того чтобы выдержать такое расстояние, можно использовать обычные кирпичи, которые укладываются на дно будущего фундамента.
  • На кирпичах, уложенных на дно будущего фундамента, размещают два ряда арматуры. При этом желательно, чтобы использовались цельные прутья, без стыков. Измерив длину сторон заливаемого фундамента, вы сможете легко определить, какой длины пруток вам необходимо будет отмотать и отрезать от общей бухты.
  • После укладки продольных прутков арматуры необходимо прикрепить к ним поперечные перемычки, которые фиксируются при помощи пластиковых хомутов.
  • Затем надо изготовить верхний уровень арматурного каркаса, который должен быть идентичен нижнему. Оба уровня такого каркаса, размеры ячеек которых должны составлять приблизительно 150 мм, соединяются при помощи вертикальных перемычек.
  • После изготовления арматурного каркаса приступают к заливке бетонного раствора. Какая для этого будет использована бетонная смесь, решать вам, но предпочтение чаще всего отдается раствору марки М400.



Посчитать, какой объем раствора вам потребуется для заливки фундамента, несложно: для этого необходимо рассчитать периметр будущего фундамента, а затем умножить полученный результат на его ширину и глубину. Выполняя заливку бетонного раствора своими руками, важно не забывать о том, что его надо периодически утрамбовывать, чтобы в массе фундамента не образовывалось воздушных пузырей.