Стеклопластиковая арматура: отзывы специалистов, опыт применения
В любой бетонной конструкции имеется армирующий каркас, который традиционно изготавливается из стальных элементов. Относительно недавно для этих целей стала использоваться стеклопластиковая арматура, применение которой для укрепления фундамента, если учитывать отзывы специалистов, является отличным решением.
Армирование ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой
Основные недостатки металлической арматуры
Армирующий каркас, который имеется в каждом фундаменте, позволяет исключить риск разрушения бетонной конструкции, что может произойти при воздействии на нее нагрузок изгибающего и сжимающего характера. При наличии такого каркаса, который раньше изготавливался только из металлических армирующих элементов, фундамент спокойно переносит серьезные нагрузки, которые возникают по причине морозного пучения грунта. В такой усиленной бетонной конструкции практически не возникают трещины, расслоения и другие дефекты, влияющие на ее надежность и долговечность.
Между тем есть у металлических армирующих элементов и недостатки, основной из которых заключается в том, что металл плохо противостоит воздействию высокой влажности и агрессивных сред (соленая морская вода, бетонное молочко и др.). В результате такого взаимодействия в металлических конструкциях возникают и развиваются коррозионные процессы.
Коррозия сказывается на целостности бетонной конструкции
Не рекомендуется применение металлических армирующих конструкций и для укрепления бетонных конструкций тех зданий, к помещениям которых предъявляются требования по радиопрозрачности и магнитной инертности. Речь идет о помещениях, в которых установлена сложная электронная аппаратура (различные исследовательские центры, лаборатории, медицинские учреждения). Для укрепления фундаментов и стен таких зданий и помещений может использоваться только диэлектрическая арматура из стекловолокна, которая появилась на строительном рынке относительно недавно.
Сравнительные характеристики стальной и стеклопластиковой арматуры
Что собой представляет арматура из композитных материалов
Композитная арматура является отличной альтернативой традиционным изделиям подобного назначения, изготавливаемым из металла. На сегодняшний день на строительном рынке представлены следующие варианты армирующих изделий:
Один из этапов создания неметаллической арматуры: подача и размотка ровинга
Арматура, изготовленная из композитных материалов, выпускается в двух вариантах исполнения.
Технология получения такой поверхности состоит в следующем. На гладкий пруток из композитного материала наматывается нить из стекловолокна, которая и формирует элементы рифления. Затем поверхность прутка с намотанной на него нитью покрывается тонким слоем смолы из полимерного материала. Арматурный пруток с таким рифлением за счет увеличения площади соприкосновения намного лучше скрепляется с бетонным раствором, хорошо укрепляя его. Эти прутки используют для армирования фундаментов и других массивных бетонных конструкций.
Улучшенная разновидность стеклопластиковой арматуры
Для того чтобы обеспечить хорошее сцепление такого прутка с бетонным раствором, на его поверхность наносится присыпка, в качестве которой используется мелкий песок. Из-за сложного технологического процесса изготовления такой арматуры ее стоимость несколько выше, чем цена композитных армирующих изделий других типов.
Композитная арматура, покрытая кварцевым песком
Лучше ориентироваться в характеристиках арматурных элементов, изготовленных из композитных материалов, помогут сравнительные параметры изделий из стеклопластика, базальта и углепластика.
Арматура из композитных материалов может отпускаться заказчику как нарезанными прутками, длина которых составляет 6 м, так и бухтами, в каждой из которых может быть намотано от 50 до 100 метров изделий. Диаметр прутков неметаллической арматуры может составлять от 4 до 18 мм.
Стеклопластиковая арматура в бухтах по 50 метров
Преимущества и недостатки неметаллической арматуры
Пожалуй, самым значимым достоинством стеклопластиковой арматуры является ее инертность по отношению к различным агрессивным средам. Так, фундаменту, который усилен при помощи такой арматуры, не страшна соленая морская вода, а также растворы, содержащие в себе щелочные и кислотные составляющие. Не менее важными преимуществами композитных армирующих элементов являются:
Сравнение параметров композитной и стальной арматуры
Если говорить о применении стеклопластиковой арматуры, то она, как и изделия подобного назначения из металла, используется для укрепления фундаментов, бетонных колонн, столбов, опорных конструкций другого назначения. Кроме того, такую арматуру применяют в дорожном строительстве, для укрепления промышленных полов, стен септиков, тротуаров, настилов, ограждающих конструкций и др.
Стеклопластиковой арматурой часто заменяют металлические прутки при производстве плит перекрытия и фасонных изделий из бетона. Опыт использования арматуры из композитных материалов свидетельствует о том, что она хорошо демонстрирует себя в качестве элемента укрепления фундаментов деревянных и каркасных домов.
Таблица равнопрочной замены металлической арматуры на стеклопластиковую
Если говорить о недостатках стеклопластиковой арматуры, то к ним следует отнести следующие.
Пластиковая (композитная) арматура для фундамента
Несмотря на то, что арматура из композитных материалов применяется в Европе, США и некоторых других странах для укрепления бетонных монолитных конструкций еще с 70-х годов прошлого века, для нас это все еще новый и малораспространенный материал. Однако в последние годы, благодаря стремлению частных строительных компаний внедрять в производство современные технологии, стеклопластиковое армирование приобретает все большее применение.
Первоначально арматура из стеклопластика из-за ее высокой стоимости использовалась только для монолитных конструкций, подверженных сложным условиям эксплуатации. Но постепенное развитие химической промышленности и индустрии производства строительных материалов привело к снижению цен и повышению уровня доступности стеклопластика.
Расширение производства и сферы применения армирования композитной арматурой повлекло за собой разработку и утверждение ГОСТ 31938-2012, определяющего условия изготовления, внешний вид, размеры и порядок лабораторных испытаний изделий этого типа.
Что такое стеклопластиковая арматура
Конструктивно, в поперечном сечении, — это пучок нитей из стекловолокна, углеволокна, базальта и некоторых других полимеров, покрытых сверху вязкими смолами. Такая структура обеспечивает прочность на разрыв более чем в три раза превышающую аналогичные показатели стали (подробное сравнение композитной и металлической арматуры приведено здесь).
Классификация
В зависимости от типа применяемого при изготовлении сырья, арматуру ПВХ для фундамента подразделяют на:
Поставки осуществляются в виде свернутой бухты или прямых нарезанных прутов длиной до 12 метров.
Технические характеристики
Конструктивное строение композитной арматуры для фундамента делает ее уникальным строительным материалом, который используют для возведения особо ответственных монолитных конструкций из бетона. К главным техническим показателям относят:
При сравнении показателей упругости следует отметить, что углепластик более чем в 2 раза превосходит стекловолокно и в 1,5 раза — композитную базальтовую арматуру.
Вес арматуры из пластика.
Стоимость стеклопластикового прута
Цена полимерных армирующих материалов зависят от структуры и составляющих компонентов в составе. Конструкция композитного прута состоит из продольного набора стеклянных волокон, скрепленных между собой эпоксидной смолой. Поверхность может оставаться гладкой, иметь шероховатую присыпку или быть обвитой по спирали специальным стеклоровингом. Последний способ позволяет получить ребреную поверхность, которая обеспечит более надежное сцепление с бетоном.
В отличие от металлического проката, который в большинстве случаев продается на вес, цена стеклопластиковой арматуры всегда определяется за погонный метр. Это часто приводит к заблуждению о том, что тонна композитных материалов стоит намного дороже стали.
Необходимо понимать, что при диаметре 12 мм в одной тонне металла будет 1100 м прута, а пластика — 12500 метров. Кроме этого, высокая прочность стеклопластиковой арматуры позволяет применять меньшие диаметры при одинаковых условиях монтажа. Эти условия показывают, что стоимость полимеров будет не выше, а ниже, чем у металлопроката. Изучение прайс-листов компаний изготовителей показало, что цена наиболее популярных диаметров 4-8 мм находится в диапазоне 8,50-27,20 руб/м.
Плюсы и минусы применения стеклопластика
Главными преимуществами композитной арматуры специалисты считают:
Серьезным минусом композитной арматуры является пониженная прочность при испытании на излом. Там, где металлические пруты просто согнутся, стеклопластик может переломиться, ослабив при этом надежность конструкции. Поэтому такие полимеры не применяют при монтаже и производстве несущих элементов и перекрытий, что ограничивает их использование и является недостатком.
Предельная температура нагрева не позволяет применять пластиковое армирование при потенциальной возможности длительного воздействия открытого пламени. В случае пожара такие бетонные монолиты будут определяться как поврежденные и их необходимо заменять.
Сравнивая плюсы и минусы стеклопластиковой арматуры, можно сделать уверенный вывод, что данные материал можно и нужно применять для создания надежных и долговечных монолитных конструкций.
Сфера применения
Стеклопластик является прекрасным материалом для монтажа фундаментных оснований любого типа. Композитную арматуру используют не только в промышленном, но и частном строительстве. Особенно в случае наличия возможности высокого подъема грунтовых вод и на заболоченных почвах. Этот материал незаменим при выполнении работ по укреплению берегов, при строительстве гидротехнических сооружений и на объектах с возможным воздействием агрессивных веществ.
Хорошие результаты получают, если использовать пластиковую арматуру для укрепления дорожных покрытий на участках с повышенной влажностью и в условиях вечной мерзлоты. Пруток диаметром 4 мм применяют для армирования каменной кладки из пенобетонных и газобетонных блоков, а так же полов на промышленных и торговых объектах.
Так же плюсом композитной арматуры специалисты признают возможность эффективного совместного использования традиционных стальных прутов и композитных пластиковых материалов. С помощью стали укрепляют углы и места примыкания стен, а все пролеты армируются пластиком. Это позволяет ускорить сборку каркаса без ущерба качеству конструкции и расширить области применения материалов.
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:
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.
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.
Горизонтальное армирование
Такой способ применения композитной арматуры в строительстве применяют для монтажа плитных фундаментов. Их основное отличие от оснований ленточного типа заключается в отсутствии углов и примыкающих участков. По сути вся конструкции выполняется в виде двух больших сеток, расположенных одна над другой. Все работы по сборке выполняются на месте установки, поскольку перенести собранный элемент такого большого размера достаточно проблематично.
Поэтому первоначально укладывается необходимое количество продольных прутов. На них ложатся поперечные и с помощью проволоки или хомутов вяжется сетка. Прямо на ней вяжется вторая. После этого нижнюю сетку необходимо поднять на подставки над дном котлована. Далее верхнюю сетку можно выставить на вертикальные стойки, установленные в местах пересечения арматуры.
В заключение
Стеклопластиковая сетка для армирования на строительных площадках в нашей стране пока еще считается новым материалом. Многие строители до сих пор считают, что применение стали, свойства которой давно изучены, обеспечит более надежную монолитную конструкцию.
Однако многочисленные испытания и исследования показали, что композитные материалы превосходят традиционный металл по прочности, долговечности и другим характеристикам. Пластик более удобен в работе и позволяет сократить время монтажа. Также он не подвержен коррозии, воздействию блуждающих токов и низких температур.
Видео по теме
Металлическая или стеклопластиковая арматура для фундамента — какая лучше, характеристики, область применения
Показатели каркаса фундаментных и заглубляемых конструкций оказывают прямое влияние на их стоимость и долговечность, и напрямую зависят от материала основы.
В большинстве случаев застройщики выбирают между традиционным металлопрокатом и композитными разновидностями, практически сопоставимыми по прочности и рядом характеристик, но имеющими разные свойства и технологии сборки.
Плюсы и минусы стеклопластика
Данные армирующие материалы представлены ребристыми или покрытыми специальными посыпками прутьями на основе скрученных стеклопластиковых волокон, пропитанных термоактивными смолами. Согласно ГОСТ 31938, доля непрерывного армирующего заполнителя в них составляет не менее 75%, композит соответствует всем требованиям прочности, безопасности и долговечности.
Преимущества этой разновидности проявляются в:
Минусы проявляются в сравнительно низком пределе прочности на сжатие и изгиб, ограниченном диапазоне рабочих температур и усложненной технологии гибки и монтажа. Арматура на основе стекловолокна может слегка растягиваться или смещаться на этапе заливки бетона, связывается пластиковыми хомутами и повреждается при изгибе обычными способами.
На заметку. Соединение сваркой возможно лишь для комбинированных разновидностей со стальными стержнями внутри.
Плюсы и минусы металла
Стальной прокат представлен гладкими и рифлеными прутьями сечением от 6 до 40 мм с разной технологией изготовления и назначением. Фундаментные конструкции укрепляются стержнями с повышенной адгезией к бетону и стойкостью к растягивающим нагрузкам, соот. ГОСТ 5781 и 34028.
Помимо высокой прочности и упругости к их плюсам относят:
Минусы металла связаны с:
Сравнение разновидностей
Результаты сравнения основных показателей стальной и стеклопластиковой арматуры приведены в таблице:
Более высокое сопротивление к разрыву вкупе с коррозийной стойкостью позволяет снизить сечение закладываемой стеклопластиковой арматуры (см. рис. ниже). Но из-за сравнительно меньшей упругости стеклопластиковые прутья не рекомендуется сгибать в обычных условиях. По этой же причине они хуже переносят высокие нагрузки на изгиб, характерные для плитных перекрытий и оснований с большой площадью.
В плане простоты транспортировки и складирования стеклопластик однозначно выигрывает: материал не окисляется и не разрушается даже при открытом хранении. Это же относится к показателям экологичности и стойкости к агрессивным средам. Это положительно сказывается на долговечности закладываемых каркасов.
Справка. По весовым характеристикам металл существенно уступает стеклопластику – конструкции с равным сечением и прочностью весят в 4 раза меньше.
Этот фактор играет важную роль при необходимости учета собственного веса фундамента. По этой же причине стеклопластик части используются в комбинированных каркасах.
В плане простоты вязки и сборки каркасов металлическая арматура считается более универсальной, такие прутья без проблем сгибаются на стройплощадке или соединяется сваркой. Стержни из стеклопластика изгибаются под заказ и соединяются хомутами или вязкой. Но при армировании фундаментов этот фактор не критичен, каркасы заглубляемых и выдерживающих значительные весовые нагрузки в принципе не рекомендуется сваривать.
Сравнить траты на приобретение материалов сложно, в настоящий момент стоимость металлической арматуры растет быстрее расценок на стеклопластик (хотя до недавнего времени ситуация была обратная). Оптимальные траты достигаются при комбинировании обеих разновидностей.
Что лучше использовать и в каких случаях?
Рекомендуемая область применения стеклопластика включает все конструкции, подвергаемые частым коррозийным и агрессивным воздействиям (береговые сооружения и причалы, с/х, химические, канализационные и мелиоративные объекты). Также этот вид арматуры часто используется при укреплении опор ЛЭП, дорожного полотна, мостов, тротуаров и ограждений.
При проведении фундаментных работ стеклопластиком рекомендуют укреплять несъемные опалубки, ленточные фундаменты, конструкции мелкого заложения и основания под малоэтажными постройками. Металлическая арматура выбирается при строительстве фундаментов, рассчитанных на высокие весовые нагрузки (основания под многоэтажными домами, промышленными объектами).
Также сталь считается оптимальной при заложении плитных и свайно-плитных фундаментов, перекрытий. Из-за высоких рисков смещения прутьев металл лучше стеклопластика выдерживает вес тяжелых бетонов и хорошо подходит для заливки монолитных ЖБИ.
Отзывы инженеров
До сих пор применение композитной арматуры в строительстве вызывает споры. Большинство частных застройщиков предпочитают классическое армирование металлопрокатом.
Зарекомендовавшая себя технология вызывает большее доверие, кроме того, металл можно использовать в любых условиях и цены на него ниже.
В то же время инженеры профессиональных компаний все чаще выбирают стеклопластик благодаря его прочности, легкости монтажа и устойчивости к разрушающим воздействиям. Подробнее с доводами в пользу металла и стеклопластика можно ознакомиться на форумах:
Полезное видео
Из видео узнаете о стеклопластиковой и стальной арматуры — какую выбрать, сравнение разновидностей:
Заключение
В заключение стоит отметить, что несмотря на потенциальные преимущества повсеместное использование стеклопластиковой арматуры ограничивает отсутствие четких СНиП, регулирующих расчет и проектирование конструкций с данными каркасами. ГОСТ 31938 контролирует характеристики самого материала, а не правила его применения. Как следствие, фундаменты производственных и общественных объектов как правило армируются металлом.