Можно ли использовать пластиковую арматуру для монолитной плиты перекрытия
Композитная арматура в плитах перекрытия
Сегодня хотелось бы дать ответ на часто поступающий и очень волнующий многих вопрос о том, возможно ли использование стеклопластиковой арматуры при армировании плит перекрытия.
До сих пор в строительной сфере бытует мнение о том, что применение стеклопластиковой арматуры в армировании плит перекрытий является скорее исключением, чем нормой. Кроме того, многие придерживаются позиции, что из-за низкого модуля упругости стеклопластиковой арматуры это и вовсе невозможно. Но, это не совсем так. Дело в том, что применение АСК в плитах перекрытия требует особого подхода.
Низкий модуль упругости стеклопластиковой арматуры предполагает осуществление специальных расчетов для армирования плит перекрытий. К произведению расчетов необходимо привлекать высококвалифицированного специалиста конструктора, который сможет тщательно продумать план армирования с учетом применения АСК.
При проведении расчетов нужно подобрать оптимальный диаметр арматурных стержней, а также определить размер шага во время укладки материалов. Чтобы обеспечить безопасность здания во время эксплуатации, необходимо применять стеклопластиковые арматурные стержни с таким диаметром, который обеспечит равнопрочную замену стальным стрежням, высота здания при этом, не более 3-х этажей, а сечение прутков — не менее 10 мм. Для определения точного диаметра арматурных стержней для конкретного сооружения, нужно учитывать габариты конструкции, толщину плиты, нагрузки, которые будут приходиться на нее. При условии соблюдения всех вышеуказанных критериев относительно расчетов, армирование стеклопластиковой арматурой в плитах перекрытия позволит обеспечит долгий и качественный срок службы вашему объекту.
Металл против стеклопластика: на чем держится бетон
Какая бывает арматура
Без арматурного каркаса невозможна ни одна монолитная бетонная конструкция. Прочность, устойчивость к деформациям — все это обеспечивается именно арматурным каркасом. За много десятилетий все привыкли к тому, что арматура — это металлические прутья или проволока. Не так давно на рынке появилась композитная арматура — стеклопластиковая или стеклобазальтовая, под нее даже разработан свой собственный свод правил — СП 295.1325800.2018 «Конструкции бетонные армированные полимерной композитной арматурой». Разбираемся, в чем различия между этими двумя типами арматуры и в чем заключаются некоторые секреты обустройства металлического арматурного каркаса.
Как работает арматура
Монолитный бетон — и прочный, и долговечный, и универсальный материал. Но у него есть один большой изъян — он хрупкий. Именно поэтому, чтобы придать всей монолитной конструкции устойчивость к деформациям и разрушению, бетон укрепляется своеобразным «скелетом» — арматурным каркасом. Именно арматура удерживает общую конструкцию: например, стальной прут на растяжение прочнее бетона в две сотни раз — и после заливки и застывания вся масса приобретает единые свойства.
Так что, если мы хотим получить прочный бетонный монолит, нужно, чтобы внутри него обязательно был каркас из арматуры. Это касается подавляющего большинства случаев: и для фундамента, и в перекрытиях, и в лестницах, и в других монолитных конструкциях.
Арматурный каркас бывает плоским (горизонтальный или вертикальный) или пространственным. Выбирается способ монтажа в зависимости от того, какую работу должна выполнять конструкция.
Фото: sdelai-lestnicu.ru
Два типа арматуры
Металлическая арматура — это стальной прокат, длинные пруты разного сечения (от 6 до 40 мм). Пруты эти бывают гладкими или ребристыми. Гладкий профиль (класс А1) используют, чтобы делать конструкционные перемычки. Ребристый обеспечивает более серьезное сцепление с бетоном, поэтому из него собирают несущий каркас для ленточных и плитных фундаментов. Разумеется, ребристый профиль дороже. Чтобы строить дома, в качестве рабочей арматуры используют арматуру классов А300 и А400. Металлическая арматура может быть сварена в сетчатый каркас, но этого делать не рекомендуется: прут станет хрупким из-за перегрева. Лучше вязать ее специальной проволокой или пластиковыми хомутами.
Композитная арматура была придумана около сорока лет назад. Она чаще всего бывает стеклопластиковая, но иногда бывает и стеклобазальтовая (сделанная из расплава горной породы и выскопрочного полимерного волокна). Профиль композитной арматуры чаще всего ребристый, сечение может быть от 4 до 20 мм. Такой каркас связывается проволокой или пластиковыми хомутами.
К достоинствам стеклопластиковой арматуры причисляют:
Пластиковая арматура никогда не заржавеет — а значит, не нужно пытаться во что бы то ни стало выдерживать защитный слой бетона. Она прочная — бетонная конструкция будет хорошо удерживать форму десятилетиями.
Фото: stpulscen.ru
Зато есть у «новичка» и серьезный недостаток — у стеклопластиковой арматуры модуль упругости примерно втрое меньше, чем у стальной. Иными словами, при пиковой нагрузке по упругости стальная арматура растянется, а стеклопластиковая — порвется, то есть плита перекрытия просто рухнет моментально. Так что многие профессионалы рынка не советуют использовать такую арматуру в фундаментах, особенно в ленточных и плитных.
И еще одна проблема стеклопластиковой арматуры — она не очень выгодна, армирование стальными прутьями выходит дешевле, даже с учетом сильного подорожания металла в строительстве за последнее время. Так что многие эксперты сомневаются в целесообразности использования подобных каркасов в частном домостроении.
Секреты армирования бетона
Прежде чем делать арматурный каркас, нужно все хорошо рассчитать: в зависимости от нагрузки, от типа грунта и уровня его промерзания. Есть умельцы, которые умеют рассчитать параметры «скелета» бетонной конструкции самостоятельно. Но если вы никогда этого не делали — лучше оставить эту работу специалистам. Но есть и общие правила, о которых было бы не лишне знать каждому начинающему домовладельцу.
15 способов применения стеклопластиковой арматуры
В данной статье разберем и подробно опишем 15 способов как и где наиболее часто применяют стеклопластиковую композитную арматуру.
1. Фундаментные плиты
Технология армирования фундаментных плит при малоэтажном сторительстве не выше трех этажей с применением стеклопластиковой композитной арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.
Правильная замена на стеклопластиковую арматуру гарантированно приводит к существенной экономии денежных средств, т.к. стеклопластиковая арматура дешевле металлической. Принцип армирования фундаментых плит стеклопластиковой арматурой не отличается от армирования металлической арматурой, но приводит к существенной экономии времени на монтаже.
При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости уменьшать шаг армирования.
При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.
2. Ленточные фундаменты
Армирование ленточного фундамента с применением стеклопластиковой арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.
Таблица равноправной замены металлической арматуры на композитную стеклопластиковую арматуру
| Металлическая класса А-III (A400C) | Арматура композитная полимерная стеклопластиковая ОЗКМ (АКС) |
|---|---|
| 6 А-III | 4 АКС |
| 8 А-III | 5,5 АКС |
| 10 А-III | 6 АКС |
| 12 А-III | 8 АКС |
| 14 А-III | 10 АКС |
| 16 А-III | 12 АКС |
| 18 А-III | 14 АКС |
| 20 А-III | 16 АКС |
При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости увеличивать количество слоев армирования и количества хлыстов в одном слое.
При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.
Вязка стеклопластиковой арматуры так же осуществляется вязальной проволокой, резка стеклопластиковой арматуры осуществляется «болгаркой».
3. Армирование промышленных бетонных полов
Армирование промышленных бетонных полов с применением стеклопластиковой композитной арматуры происходит путем замены металлической арматуры на стеклопластиковую согласно таблице равнопрочной замены.
Правильная замена на стеклопластиковую арматуру при армировании промышленных бетонных полов так же приводит к существенной экономии денежных средств, т.к. стеклопластиковая арматура дешевле металлической.
Принцып армирования стеклопластиковой арматурой не отличается от армирования металлической арматурой, но приводит к существенной экономии времени на монтаже.
При замене металлической арматуры на стеклопластиковую нет необходимости уменьшать шаг армирования.
При необходимости удленения хлыста стеклопластиковой арматуры соединение происходит в нахлест. Длинна нахлеста от 20 до 50 см.
4. Отмостки вокруг зданий
Уклон отмостки должен быть не менее 1% (1 см на 1 м) и не более 10 % (10 см на 1м).
Отмостку вокруг здания рекомендуется возводить с использованием стеклопластиковой арматуры, так как главная задача отмостки — это отвод поверхностных дождевых и талых вод от стен и фундамента дома. Отмостка с применением стеклопластиковой арматуры прослужит в несколько раз дольше, так как у стеклопластиковой арматуры высокие антикоррозийные свойства, что препятствует возникновению трещин в бетоне.
5. Армопояс (сейсмопояс) между этажами кирпичных или блочных зданий
Применение стеклопластиковой композитной арматуры при армировании армопояса (сейсмопояса) между этажами кирпичных или блочных зданий за счет высоких прочностных характеристик повышает пространственную жесткость здания и защищает фундамент и стены от трещин, вызванных неравномерной осадкой и морозным пучением грунта.
6. Связующее для кирпичной кладки
Для увеличения прочности кирпичной кладки и соблюдении одинаковой толщины швов необходимо воспользоваться прутами из стеклопластиковой арматуры диаметрами Ф4 и Ф6, вместо металлической сетки.
Толщина диаметра арматуры зависит от толщины шва в кирпичной кладке.
Замена металлической кладочной сетки на пруты из стеклопластика позволит снизить затраты на армирующий материал более чем в 5 раз.
Так же применение стеклопластиковых прутов в кирпичной кладке позволит существенно сократить потери тепла, так как стеклопластиковая арматура плохо проводит тепло, в несколько раз хуже, чем металл.
7. Связующее для кладки стен из блоков/кирпича, для монолитных стен
Для увеличения прочности при кладки стен из блоков/кирпича, для монолитных стен и регулировании толщины швов рекомендуется использовать пруты из стеклопластика диаметрами Ф4, Ф6 и Ф8 вместо металлической сетки. Толщина диаметра арматуры зависит от толщины шва при кладке.
Замена металлической кладочной сетки на пруты из стеклопластика позволит снизить затраты на армирующий материал более чем в 5 раз.
Так же применение стеклопластиковых прутов позволит существенно сократить потери тепла, так как стеклопластиковая арматура плохо проводит тепло, в несколько раз хуже, чем металл.
8. Комбинирование с металлом в плитах перекрытий
Плиту перекрытия армируют в два слоя. Нагрузка на плиту перекрытия идет с верхней части вниз и распределяется относительно всей площади покрытия. Соответственно, основная рабочая арматура находиться в нижнем слое и испытывает большие нагрузки на растяжение. Верхний слой, в основном, получает нагрузки на сжатие.
В самой сетке стеклопластиковая композитная арматура должна иметь цельный вид без наличия разрывов. Если происходит армирование перекрытия с помощью стеклопластиковой арматуры Ф10, то необходимо выполнить нахлест в 400 мм. Все стыки арматуры следует располагать в шахматном порядке.
9. Гибкие связи
Гибкая связь используется для соединения внутренней стены через утеплитель (и воздушный слой) с облицовочной стеной в единое целое в системе трехслойных стен.
Гибкие связи применяются:
Нашем сайте вы можете подробнее узнать о композитных гибких связях и заказать их.
10. Ленточные фундаменты под заборы
Ленточные фундаменты предусматриваются для следующих типов ограждений: забор с кирпичными столбами, металлический кованый забор и забор из лесоматериала или профнастила с несущими металлическими стойками.
Армирование фундамента под забор с использованием стеклопластиковой арматуры очень выгодно. За счет высоких прочностных характеристик арматуры из стеклопластика и невысоких нагрузок, при армировании фундамента под забор чаще всего используется композитная арматура диаметрами Ф4 и Ф6.
Технология армирования ничем не отличается от технологии при использовании металлической арматуры, но значительно дешевле и быстрее по времени. Продольные пруты стеклопластиковой арматуры укладываются на дно вырытой траншеи на опоры высотой 4-7 см. Крайние прутья из стеклопластика должны отступать от стенок траншеи на 6-8 см.
Поперечная арматура и вертикальные стойки обычно вяжутся с шагом 400 мм.
Верхний ряд продольной арматуры крепится на стойки так, чтобы он был ниже верхнего уровня траншеи на 5-7 см. Затем выполняется укладка поперечной стеклопластиковой арматуры верхнего ряда.
11. Армирование чаши для бассейна (дна и стенок)
12. Дорожное строительство
Стеклопластиковая арматура получает отзывы строителей положительные ввиду ее универсальности, так как ее можно применять для усиления прочности дорожного полотна, опор, мостов.
13. Пешеходные бетонные дорожки
Для придания жесткости бетонной дорожки необходимо произвести армирование основания, хотя многие этим пренебрегают.
При армировании пешеходной дорожки стеклопластиковой арматурой толщину бетонного основания можно делать меньше, что приводит к существенной экономии по затратам на бетоне.
Так же использование арматуры из стеклопластика для армирования пешеходных дорожек защищает бетон от распадания на фрагменты.
14. Бетонные площадки для проезда и парковки автомобилей.
Перед началом армирования сверху под бетонную площадку на песчаную подушку засыпают слой щебня в 5 см и уплотняют его. Армирование стеклопластиковой арматуры усиливает бетонную структуру, поэтому при устройстве площадки под стоянку автомобиля без нее не обойтись.
Бетонирование площадки для проезда и парковки автомобиля осуществляют при помощи стеклопластиковой арматуры, которую нарезают прутьями необходимой длины. Рекомендуется использовать стеклопластиковую арматуру диаметровом Ф6.
Каркас из арматуры изготавливают непосредственно на месте укладки и не займет много времени. Стеклопластиковые прутья размещают крест-накрест и в точках стыковки перевязывают проволокой.
15. Армирование монолитных бетонов содержащих противоморозные добавки.
Стеклопластиковая арматура, в отличие от металла, устройчива к щелочной среде. Противоморозные добавки состоят из щелочи и солей, вызывающие коррозию у металла.
Применение стеклопластиковой арматуры при армировании монолитных бетонов содержащих противоморозные добавки увеличивает срок службы бетонного основания в несколько раз и препятствует возникновению трещин и защищает бетон от распадания на фрагменты.
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.
Композитная арматура в современном строительстве
Познакомившись поближе со стеклопластиковой арматурой в разных строительных сферах все больше специалистов оставляют свои положительные отзывы о ней и признают ощутимый эффект от уникальных характеристик этого инновационного материала. Благодаря этим свойствам композитная арматура составляет достойную конкуренцию металлическим стержням. Во многих случаях замена металла на стеклопластиковые стержни обеспечивает не только более высокую прочность и долговременность конструкции, но и дает немалый экономический эффект.
Прутки из стеклопластика отличаются более высокими показателями прочности при нагрузке на разрыв, чем металлические стержни, что в сочетании с небольшим весом, устойчивостью к коррозии и агрессивным средам делает этот вид арматуры незаменимым в целом ряде случаев:
Расчет равнопрочной замены для армирования плит перекрытия
Однако будет не совсем справедливым говорить о том, что арматура из композитных материалов, может стать абсолютной заменой металлической и может применяться во всех без исключения случаях. Специалисты разработали стандартную схему равнопрочной замены стальных стержней на композитные, что обеспечивает выполнение всех основных требований к конструкциям из бетона.
Но в отличие от металлических стержней, арматура из стеклопластика имеет меньший модуль упругости, что нельзя не учитывать при изготовлении строительных конструкций. Другими словами стеклопластиковая арматура для плит перекрытия, где предполагаются повышенные нагрузки на изгиб, требуют дополнительных расчетов специалистов, обеспечивающие равнопрочную замену.
Следует отметить важность расчетных работ по армированию плит перекрытия при изготовлении любых строений. Выполняя расчётные работы с использованием стеклопластиковых стержней в плитах перекрытия, специалисты принимают во внимание показатели модуля упругости композитных стержней и определяют оптимальный диаметр прутков, размер пролетов и шаг укладки, которые обеспечат требования к максимально допустимому прогибу плит перекрытия.