Сравнение металлической и стеклопластиковой арматуры: определяем, какая лучше

По причине активного внедрения в строительную отрасль новых технологий многие специалисты задаются вопросом, какая арматура лучше решит задачу укрепления бетонных конструкций: металлическая или стеклопластиковая? Чтобы обоснованно сделать такой выбор, следует разобраться в преимуществах, которыми обладает арматура из стеклопластика по сравнению с металлическим аналогом. Несмотря на свое относительно недавнее появление, она уже приобрела огромную популярность на рынке строительных материалов.

Стеклопластик или металл?

Особенности стеклопластика

Арматура, изготовленная из стеклопластика, — это пруток, диаметр которого может находиться в интервале 4–18 мм, а длина составлять до 12 метров. Производится он из сверхпрочного пластика. На поверхность такого прутка в процессе его изготовления наносятся спиралевидные ребра, благодаря которым обеспечивается его надежное сцепление с бетонными конструкциями.

Пластиковая арматура, если сравнивать ее с металлическими изделиями аналогичного назначения, благодаря своим прочностным характеристикам и коррозионной устойчивости позволяет создавать более надежные и долговечные каркасные сооружения, что и объясняет популярность, которую активно приобретает данный материал.

Сравнение характеристик металлической и композитной арматуры

Немаловажным является и то, что арматура, изготовленная из стеклопластика, в отличие от металлических изделий, требует особых условий производства, использования качественного сырья и специального оборудования, поэтому ее изготовление в кустарных условиях исключено. Именно поэтому, приобретая на современном строительном рынке арматуру, изготовленную из стеклопластика, вы можете быть уверены в том, что это материал, изготовленный в полном соответствии с требованиями соответствующего нормативного документа.

Уникальные характеристики, которыми отличается арматура, сделанная из стеклопластика, объясняются свойствами ее структуры, включающей в себя:

• внутренний стержень, обеспечивающий прочность арматуры; такой стержень изготовлен из параллельных стеклопластиковых волокон, надежно соединенных полимерной смолой;
• внешний слой, который представляет собой волокнистое тело, накрученное по спирали вокруг внутреннего стержня; этот слой стекловолокна может быть нанесен по технологии песчаного напыления или двунаправленной навивки.

Стеклопластиковая арматура лучше, чем стальная, работает на сжатие на 30%, а на растяжение на 20%

Стеклопластиковая арматура, в зависимости от предпочтений производителя, может быть изготовлена по различным методикам. Так, на современном рынке есть возможность встретить изделия, внутренний стержень которых выполнен в виде косички из стеклопластикового волокна.

Достоинства и недостатки арматуры из стеклопластика

Арматурные каркасы, выполненные не из традиционных металлических, а из стеклопластиковых элементов, отличаются следующими преимуществами.

• В отличие от металлических, имеют легкий вес сооружений, которые не создают значительной нагрузки на фундамент строения, что позволяет продлить срок его эксплуатации.
• Стеклопластиковые элементы арматурных каркасов, в отличие от своих металлических аналогов, лучше переносят нагрузки на разрыв, что дает возможность использовать их при укреплении наиболее ответственных бетонных конструкций. Стеклопластиковые арматурные каркасы характеризует оптимальное соотношение их легкого веса и высокой прочности, что позволяет отнести их к отдельной группе строительных материалов, набирающих с каждым годом все большую популярность.
• В отличие от металлической арматуры, которая подвержена окислительным процессам и с течением времени уменьшает прочность фундаментных конструкций, каркасы из стеклопластиковых элементов не поддаются влиянию таких негативных факторов внешней среды.
• Части арматурных систем, изготовленные из стеклопластика, являются диэлектриком и не проводят электрический ток, что также сказывается на их долговечности. Используемые в качестве элементов заземления металлические арматурные конструкции под воздействием электрического тока окисляются значительно быстрее, чего нельзя сказать о прутках из композитных материалов. Естественно, арматуру из стеклопластика нельзя использовать в качестве заземляющего элемента, но это только самым положительным образом сказывается на ее долговечности.
• Износоустойчивость стеклопластиковой арматурной конструкции, как и стальной, также находится на достаточно высоком уровне.
• Коэффициент теплового расширения арматурного каркаса, изготовленного из стеклопластиковых элементов, имеет очень близкое значение с аналогичным параметром бетонных конструкций, что значительно снижает риск образования в них трещин при использовании подобного материала.

Соотношение диаметров стержней при устройстве армирующего каркаса фундамента

Если судить по отзывам, то можно выделить следующие недостатки стеклопластиковой арматуры.

• В сравнении с изделиями из металла арматура из стеклопластика обладает значительно большим модулем упругости, превышающем аналогичный параметр стальных изделий приблизительно в 4 раза. Означает этот факт то, что стеклопластиковые элементы по сравнению с металлическими будут значительно лучше прогибаться под воздействием механических нагрузок. При использовании данных элементов для армирования дорожного полотна и фундамента такая их характеристика является некритичной, но для укрепления плит перекрытия лучше использовать металлические конструкции или производить дополнительные расчеты.
• Армирующие элементы, изготовленные из стеклопластика, обладают свойством сильно размягчаться и терять свою упругость при нагревании до температуры 600 градусов. Поэтому при использовании стеклопластиковых деталей лучше позаботиться о надежной теплоизоляции каркаса, произведенного из композитных материалов.
• Выполненные из стеклопластика арматурные прутки нельзя сваривать, в отличие от металлических, поэтому если необходимость в такой операции имеется, лучше воспользоваться изделиями, во внутреннюю часть которых еще на стадии их производства вмонтирована стальная трубка.
• Арматуру, изготовленную из композитных материалов, лучше не сгибать на строительной площадке: это может вызвать ее повреждение. Такую операцию, ориентируясь на чертежи арматурного каркаса, лучше выполнить на производственной площадке.
• Сложность и непривычная для современных строителей технология монтажа — еще один недостаток армирующих элементов, изготавливаемых из стеклопластика. Между тем такой недостаток нельзя считать слишком значительным, если учитывать, какой надежностью и долговечностью отличаются стеклопластиковые конструкции.

Крепление стеклопластиковой арматуры с помощью хомутов и фиксаторов

Применение арматуры из стеклопластиковых материалов

Уникальные характеристики, которыми отличается арматура, изготовленная из стеклопластиковых материалов, позволяет применять ее в самых различных сферах. Так, данный материал успешно используется в следующих областях:

• укрепление фундаментных систем, в особенности тех, которые относятся к ленточному типу;
• армирование бетонных конструкций, которые играют роль опорных элементов, в частности, опор ЛЭП;
• укрепление бетонных элементов различных ограждений, мостовых систем, дорожного полотна;
• армирование элементов железнодорожных путей, тротуарной плитки;
• укрепление бетонных конструкций, подверженных высокой коррозионной и динамической нагрузке: причалов, доковых сооружений и др.;
• укрепление береговых сооружений;
• монтаж канализационных и мелиоративных сооружений;
• использование в качестве стержней и сеточных систем в сельском хозяйстве и различных отраслях промышленности;
• монтаж сейсмостойких поясов в бетонных конструкциях различного назначения.

Пример использования композитной арматуры при возведении стен по технологии несъемной опалубки

Арматурные элементы, изготовленные из стеклопластика, — это инновационный материал, использование которого позволяет избежать трещин и разрушений в бетонных конструкциях. Преимуществом его применения является и то, что он способен сохранять свои характеристики на протяжении длительного периода времени, чего нельзя сказать о его металлическом аналоге. Между тем выбирая, какие армирующие элементы лучше использовать, следует иметь в виду, что изделия из композитных материалов, достаточно недавно появившиеся на строительном рынке, еще не прошли длительной проверки на практике.

Какую арматуру выбрать: стеклопластиковую или металлическую, каждый пользователь решает сам, но в пользу изделий из стеклопластика и других композитных материалов говорят их механические характеристики, надежность и долговечность.

Характеристики и виды пластиковой арматуры для фундамента

Композитная арматура (из пластика) в последние годы часто составляет конкуренцию обычной стальной. Это объясняется рядом ее достоинств. Но у такого материала есть и свои недостатки, и особенности его применения. Часто реклама мешает объективной оценке того и другого, и сегодня в статье будут представлены характеристики этого материала, рассказано о его видах и сферах применения.

Материалы для изготовления

На сегодня рынок композитно арматуры представлен тремя видами таковой:

• стеклопластиковой;
• базальтопластиковой;
• углепластиковой.

Арматура из стеклопластика

Первый вид арматуры делается из стеклопластика. Эта технология появилась в СССР около 50 лет назад. Тогда стал набирать обороты печатный монтаж в радиоэлектронике, и в качестве материала для плат стал использоваться текстолит, когда основой служила ткань, а скрепляющим составом — искусственная смола. Позже вместо обычной ткани стали использовать стекловолокно, и это расширило применение стеклопластика.

Он занял свое место в авиастроении, производстве мебели и товаров для дома, а иногда даже в военной промышленности. Постепенно он стал применяться и в строительстве, и стеклопластиковая арматура стала отличным вариантом для каркасов фундаментов, работающих в агрессивных условиях — например, в воде.

Материалами для стеклопластика служат стекло и эпоксидная смола.

Базальтопластик в строительстве

Это материал содержит не стекловолокно, а базальтовое. Технология его изготовления проще, чем стеклянного, ведь для производства стекла требуется несколько видов сырья, а для базальтопластика — только базальт.

По сравнению с предыдущим композитом, базальтопластик отличается более высоким модулем упругости и пределом прочности, обладает меньшей теплопроводностью, но несколько большим весом.

Углепластик из карбонового волокна

Изготавливают его из карбонового волокна и тех же смол, но материал этот дорог. Связано это с технологией производства карбоновой нити — основы таких материалов. Технологический процесс требует точного соблюдений параметров температуры и времени обработки, поскольку исходным сырьем для них служат органические волокна.

Углепластики активно используются в автомобилестроении, производстве спортивных товаров, авиа- и судостроении, науке.

Углепластиковая арматура прочнее стеклопластиковой и имеет больший модуль упругости, но не лишена и недостатков. Так, велика хрупкость этого материала, что не позволяет использовать его в длинных напряженных конструкциях вроде плит перекрытий.

Технология производства композитной арматуры

Существуют три способа изготовления арматурных стержней из композита. Они имеют английские названия, которые отражают суть технологии.

Нидлтрузия — это скрутка отдельных волокон в одно с одновременной пропиткой и оплеткой. Позволяет удешевить процесс ввиду высокой скорости таких технологических линий. Придание характерного для арматуры рельефа достигается обмоткой нитями периодического профиля. Чем толще арматура, тем большее число нитей используется. Так, пруты до 10 мм сечением обматываются одной нитью, от 10 до 18 – двумя, а выше — четырьмя. Изделия, изготовленные по такому методу, имеют хорошее сцепление с бетоном благодаря своему рельефу — и это при том, что у композитных материалов низкий коэффициент сцепления.

Метод плейнтрузии заключается в предварительной формовке основного стержня и последующей обмотки его спирально в двух направлениях.

Самый старый способ изготовления композитной арматуры — пултрузия. Она представляет собой протяжку сформованного, пропитанного и уже отвердевшего волокна через систему фильер, которые при температуре полимеризации пластика окончательно придают арматуре нужную форму и вытягивают ее. Этот способ отличает более низкая скорость производства и более высокая себестоимость.

Сравнение качественных характеристик

Чтобы сравнить различные виды композита, а также провести сравнение их со сталью, можно воспользоваться следующей таблицей.

Помимо этого, композитная арматура обладает таким свойством, как хрупкость, что отличает ее от стальной в худшую сторону. Из-за этого, а также ввиду своей неустойчивости к высоким температурам, она не применяется в конструкциях, испытывающих сильные изгибающие нагрузки и в тех местах, которые подвержены риску пожаров.

Достоинства материала

Композитная арматура имеет ряд преимуществ перед стандартной стальной. К ним относятся:

• Повышенная прочность на растяжение. Она может в разы превышать таковую у стали.
• Устойчивость к коррозии. Пластмассовая арматура не ржавеет.
• Низкий коэффициент теплопередачи. В отличие от металла, пластик не создает мостиков холода.
• Пластиковая арматура не работает как антенна — ведь она представляет собой диэлектрик и диамагнетик. Поэтому вероятность радиопомех в сооружениях с таким армированием нулевая.
• Малый удельный вес. Стальная арматура в несколько раз тяжелее.
• Температурный коэффициент расширения тот же, что и у бетона, поэтому образование трещин по этой причине исключено.

Недостатки композитных материалов

Достоинства композитных материалов часто не могут быть полностью раскрыты из-за недостатков, которые обнаруживают себя в ряде случаев применения. Это прежде всего:

• Низкий модуль упругости. Пластиковая арматура не жёсткая, упругая деформация ее находится в низких пределах (то есть способность вернуться к изначальной форме после прекращения нагрузки ниже).
• Хрупкость. При приложении изгибающих усилий такая арматура не гнется, а ломается. В связи с этим загнуть ее без нагрева невозможно.
• Низкая термостойкость. Стеклопластик при достижении 150 градусов теряет свои положительные свойства, а при 300 – просто разрушается, при этом выделяя токсические вещества. Углепластики имеют более высокие рабочие и предельные температуры, поскольку сами по себе дороги и полимеры при их изготовлении используются более дорогие, но и хрупкость у них выше, чем у других видов. Сталь может работать до 600-750 градусов, прежде чем начнет размягчаться и плавиться.

Применение композитной арматуры

Композитные изделия очень хорошо зарекомендовали себя там, где статические нагрузки сочетаются с агрессивной средой — например, в гидротехнических сооружениях. Иногда такая арматура применяется сама по себе, иногда — вместе со стальной, что помогает использовать достоинства обоих видов и компенсировать недостатки друг друга.

Изделия из пластиков в виде сеток активно замещают стальные в кирпичной кладке с облицовкой, где предусмотрен воздушный зазор. Стальные сетки постепенно подвергаются коррозии, и иногда это приводит к плачевным последствиям (может отвалиться кусок облицовки). Композит лишен такого недостатка.

Равнозначная замена

Если рассматривать таблицу в предыдущей главе и технические характеристики конкретных изделий, то вопрос о равнозначности решается в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться конструкция из армированного бетона.

Да, действительно, по прочности на разрыв стальная арматура в поперечном сечении 12 мм может быть заменена на стеклопластиковую 8 мм, а стальная 18 – стеклопластиковой 14. Но все это актуально тогда, когда эта арматура нужна исключительно для удерживания конструкции от расползания под нагрузкой. Проще говоря, так можно делать ленточные и плитные фундаменты.

А вот в ситуациях, когда имеет место прогиб, это правило не работает. Так, для изготовления перемычки или плиты перекрытия требуется увеличить число стержней в 4 раза — ведь модуль упругости у композита во столько же раз меньше. При усилении нагрузок в середине армированной композитом плиты она действительно не лопнет, но вот прогнется больше, и итогом может стать падение кусков бетона на голову.

Низкий предел упругости мешает использовать композиты при армировании бетонных столбов. Предел прочности бетона на сжатие достаточно высок, но при повышенных нагрузках на небольшую единицу площади, особенно если они неравномерны, модуль упругости может иметь реальное значение при сопротивлении разрушению.

На данный момент использование полимерной арматуры регламентировано СНИП 5201–2003, и в него внесены изменения в виде поправочных коэффициентов для расчета такой арматуры в различных условиях эксплуатации (приложение Л от 2012 года).

Основные нюансы продукции

За последние годы количество фирм, выпускающих композитную арматуру (особенно стеклопластиковую), выросло во много раз, а вот качество их продукции оставляет желать лучшего. Вот несколько способов распознать брак:

• Обратите внимание на цвет продукции. Качественная арматура в одной партии всегда одного цвета. Если это не так — значит, был нарушен температурный режим при производстве.
• Трещин и расслоений быть не должно. Их легко увидеть на срезе.
• Разрывы волокон снижают заявленные характеристики. Их тоже видно невооруженным глазом.
• Неравномерный профиль (навивка). Скорее всего, при производстве использовалось старое оборудование, где нарушена непрерывность.

Сейчас требования к композитным материалам будут ужесточаться. Стальной прокат дорожает, и пластиковая арматура имеет все шансы вытеснить стальную из достаточно большого сегмента рынка. Несомненно, этим пользуются не совсем добросовестные производители, поэтому следует быть начеку.

Критические отзывы о пластиковой арматуре

Появление новых технологий на рынке обычно сопровождается широкой рекламой положительных и уникальных качеств конкретной продукции. Пластиковая арматура из стекловолокна появилась не так давно, однако за это время пользователи выявили немало и отрицательных свойств материала, а в некоторых случаях и развеяли мифы о заявленных преимуществах.

При выборе между стеклотканью и металлом следует учитывать реальные эксплуатационные качества материала, о которых и пойдет речь.

Низкий модуль упругости

Мнение экспертов свидетельствуют о том, что пластиковая арматура проигрывает металлу в показателях стойкости к растяжению. Это обусловлено низким порогом упругости, который влечет деформацию стержней в процессе эксплуатации.

Здесь следует вспомнить о первичной функции армирования. В сущности, это скрепляющий каркас, предохраняющий бетонную конструкцию от растяжений. Находясь в обычном состоянии без сторонних нагрузок и металлическая арматура, и стеклопластиковые прутья не тянутся.

Однако, у бетона модуль упругости, то есть подверженность деформации в виде растяжения, значительно ниже и это создает напряжение на арматуру. Соответственно, стеклопластик в большей степени подвержен этому давлению, что снижает его эффективность как скрепляющего бетон элемента.

Недостаточная термостойкость

Хотя материал обладает достаточной защитой от воздействий огня и относится к самозатухающим, такую арматуру можно использовать только в условиях с ограниченным порогом термического воздействия.

В частности, арматура утрачивает прочность, ее волокна могут расслаиваться, так как начинается процесс разрушения связующих компонентов. Но, стоит отметить, что это ограничение не относится к большинству жилых объектов. Проводить проектные расчеты на предмет стойкости стеклопластиковой арматуры к термическому воздействию стоит в случаях, когда планируется строительство промышленных и производственных объектов, в которых предполагаются высокотемпературные нагревы.

Исключение сварочных соединений

Мнение экспертов единогласно в этом вопросе. Стеклотканевые прутья нельзя соединять посредством сварочных аппаратов. Поэтому строителям приходится оценивать возможность применения альтернативных средств формирования прочного армирующего каркаса.

Тем, кто также ищет оптимальные способы, как вязать пластиковую арматуру для фундамента, стоит рассмотреть два варианта:

Есть и другой подход к формированию соединений. Он предполагает оснащение прутьев из стеклоткани стальными трубами на концах. Собственно, эти дополняющие элементы в дальнейшем и скрепляются путем сварки.

Миф о равнозначной замене

В числе первых пунктов, посвященных положительным свойствам стеклопластиковой арматуры, производители отмечают высокую прочность. С этим нельзя спорить, но пластиковая арматура для фундамента отрицательные отзывы о которой затрагивают и другие ее качества, в совокупности характеристик не может быть равной заменой металлу. Причем заявления о равнозначной замене не соответствуют действительности, как в положительную, так и в отрицательную сторону.

Мнение экспертов подтверждает, что по критериям прочности металлическую арматуру может заменить аналог из стекловолокна с меньшим диаметром. Казалось, бы такая не равнозначность идет даже в плюс. Но, если подходить комплексно к оценке эксплуатационных свойств материала, то будут выявлены серьезные диспропорции.

Например, 8-миллиметровая арматура из стеклопластика обеспечит необходимую прочность конструкции, но тот же модуль упругости сведет на нет это преимущество. В итоге, по совокупности качеств замена стекловолоконных прутьев 12-миллиметровой металлической арматурой не выиграет, обеспечив достаточную надежность фундаменту.

Сложность обработки

Прочность материала обусловила недостаток в виде невозможности придать изгиб прутьям на стройплощадке. Выполнить данную операцию можно только в заводских условиях на специальных станках. Поэтому планируя строительство фундамента, рекомендуется изначально рассчитать функциональные возможности, которыми обладает пластиковая арматура для ленточного фундамента, договорившись с производителем о проведении дополнительных операций по обработке.

Так, кроме выполнения изгибов стоит рассмотреть и возможность снабжения прутьев упомянутыми трубами для последующего произведения сварки.

Чувствительность к агрессивным средам

Но, определенное снижение прочности в перспективе все же будет. В процессе эксплуатации исправить ситуацию не удастся, но можно ее предотвратить на этапе строительства. Например, путем устранения вредных реагентов: проводится выщелачивание редкоземельных металлов, что исключает риск негативного воздействия на стеклопластик.

Достоинства арматуры из стекловолокна

Популярность арматуры из стеклоткани была бы невозможной без наличия достоинств. Важно понимать, что пластиковая арматура для фундамента отрицательные отзывы о которой накладывают существенные ограничения на выбор, имеет и ряд бесспорных преимуществ. Очевидно, что этот материал выгодно использовать благодаря небольшой массе – особенно по сравнению с тяжелой сталью. Далее стоит отметить и безопасность с точки зрения поражения коррозии. Материал нейтрален к воздействию воды и влаги.

Мнение экспертов положительно и в отношении теплоизолирующих качеств стеклопластикового армирования. В отличие от металла, такие прутья обладают низким коэффициентом теплопроводности, что исключает образование так называемых «мостиков холода». Конечно, серьезной роли в плане утепления дома это не играет, но в долгосрочной перспективе этот аспект немаловажен.

Заключение

Отрицательные эксплуатационные свойства арматуры из стеклопластика кажутся еще более существенными на фоне громких заявлений производителей о ее достоинствах. Конечно, недостатки материала обязательно нужно брать в расчет, но также понимать и то, насколько будет оправдан компромисс с отрицательными сторонами металлического армирования, которых тоже немало.

Сопоставляя плюсы и минусы, легкий вес и низкий модуль упругости, прочность и сложности в монтаже, следует опираться на требования к проекту и непременно делать поправку на условия и технические возможности при строительстве.

Пластиковая (композитная) арматура

Строительные технологии постоянно совершенствуются. На смену традиционным материалам приходят новые, обладающие улучшенными эксплуатационными характеристиками. В результате активного сотрудничества научных учреждений и промышленных предприятий разработана пластиковая арматура, являющаяся перспективным материалом. Область применения не ограничивается использованием для фундамента зданий в строительной отрасли.

Композитная арматура уверенно конкурирует с металлическими прутками, постепенно заменяет их при решении круга определенных задач. Стальные стержни усиления нецелесообразно использовать в области дорожного строительства и мостостроительной отрасли, где высока вероятность их постепенного разрушения под влиянием агрессивной среды. Стекловолоконные прутки используются при возведении портовых конструкций, морских сооружений, усилении бетонных резервуаров.

Стеклопластиковая арматура представляет собой строительный материал, созданный на основе связанных сложным составом волокон

Основой являются базальтовые, углепластиковые или стеклянные нити, из которых по специальной технологии производится полимерная арматура. Остановимся на особенностях перспективного материала и его разновидностях. Рассмотрим характеристики, технологию изготовления, область использования, а также плюсы и минусы.

Что такое композитная стеклопластиковая арматура

Современный материал представляет собой неметаллические прутки, основой которых являются различные виды тонких волокон на основе:

Для повышения эксплуатационных характеристик волокна могут комбинироваться. В зависимости от вида используемого волокна, меняется название стержней. Так, изделия из базальтового волокна называются базальтопластиковыми, а из стеклянного – стеклопластиковыми.

В ее составе можно выделить две части. Первая – это ствол, благодаря которому достигается высокая прочность материала

Собранный в пучок волокнистый массив пропитывается термопластичным составом на основе полимерных связующих и приобретает соответствующую форму в процессе высокотемпературной полимеризации. После охлаждения образуется готовое изделие в виде прутка с высокими прочностными характеристиками.

С целью повышения адгезии изделий с бетонным массивом наружный слой композитных стержней посыпается:

1. Мелким песком.
2. Частицами мрамора.
3. Гранитной крошкой.

Специальные рифления, выполненные по спирали или перпендикулярно оси прутка, формируют армопояс усиления, который обеспечивает улучшенное сцепление.

Композитная арматура – особенности

Стеклоарматура для усиления бетонных конструкций имеет конструктивные особенности. В отличие от металлических стержней полимерная арматура состоит из двух слоев:

• центрального, обеспечивающего стойкость материала к воздействию сжимающих и разрывных усилий. Повышенные прочностные характеристики сердцевины обеспечивает пучок параллельно расположенных волокон, залитых композитным составом на базе смол;

Внешний слой служит для надежного сцепления с бетоном: это волокнистое тело, которое накручено вокруг ствола по спирали

• внешнего, отвечающего за прочность сцепления готового изделия с бетонным массивом. Наружный слой выполнен в виде групп волокон, расположенных по винтовой линии. Характерная форма размещения волокон внешнего слоя повышает устойчивость к воздействию крутящих моментов.

Композитный наполнитель улучшает эксплуатационные характеристики полимерных прутков по сравнению с традиционными металлическими стержнями. Особенности:

1. Устойчивость к воздействию растягивающих нагрузок превышает сталь более чем в 2 раза. Это позволяет при меньшем диаметре стержня обеспечить необходимую прочность.
2. Стойкость к воздействию коррозионных процессов и нейтральность к агрессивным средам.
3. Уменьшенная в 5 раз по сравнению с металлическими прутками масса, облегчает выполнение работ, снижает затраты по транспортировке.
4. Пониженная теплопроводность повышает теплоэффективность строительных конструкций, не позволяя образовываться «мостикам холода».
5. Отсутствие необходимости выполнения сварочных работ при формировании арматурных каркасов облегчает процесс фиксации стержней.

Благодаря конструктивным и эксплуатационным особенностям стеклоарматура для решения серьезных строительных задач применяется намного чаще, чем стальные стержни.

Существуют различные вариации моделей арматуры, причем некоторые из них довольно необычны

Композитная арматура – разновидности

Стержни с композитным наполнителем производятся из различных видов волокон. Пластиковая арматура классифицируется следующим образом:

• арматура стеклопластиковая (АСП). Ее основой является стекловолоконный наполнитель. Поперечно расположенные спиральные рифли повышают сцепление стеклопластиковых прутков с бетоном. Строители устанавливают устойчивые к воздействию влаги стержни в фундамент и покрытия автомагистралей;
• базальтопластиковая (АБП). Включает волокна из базальта, благодаря которым прутки приобретают черный цвет. Базальтовые стержни внешне выделяются, так как арматура стеклопластиковая имеет светлый или кремовый оттенок. Базальтопластиковые прутки превосходят стеклопластиковые стержни по устойчивости к растяжению, модулю упругости и стойкости к агрессивным жидкостям, что сказывается на их цене;
• углепластиковая (УГП). Является разновидностью композитных элементов усиления, характеризуется мелкой структурой армирующего материала. Основой углепластиковых прутков является карбон, положительно зарекомендовавший себя при изготовлении композитных бетонов. Увеличенная цена компенсируется эксплуатационными характеристиками, легкостью работы с углепластиковыми стержнями;
• комбинированная (АКК). Представляет собой полимерные стержни, при изготовлении которых используется стекловолоконный и базальтоволоконный наполнитель. Специалисты называют такие прутки стеклобазальтовыми и применяют для решения специальных задач.

Современные производители предлагают стеклопластиковую и базальтопластиковую арматуру

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:

• стеклокомпозитную – АСК;
• углекомпозитную – АУК;
• базальтовую – АБК;
• комбинированную – АКК.

Кроме этого, полимерные стержни различаются по диаметру сечения от 4 до 32 мм и внешнему виду поверхности, которой может быть гладким, рифленым или присыпанным.

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:

• нижний предел прочности при растяжении для АСК 800 МПа, АУК 1400 МПа, АБК 1200 МПа;
• предельная прочность при испытании на сжатие для всех видов — не менее 300 МПа;
• сопротивление поперечному срезу для АСК не менее 150 МПа, АУК 350 МПа, АБК 250 МПа;
• средний удельный вес композитной арматуры — 1900 кг/м 3 ;
• предельная эксплуатационная температура составляет 60˚C.

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:

• устойчивость к воздействию коррозии и многих агрессивных химических веществ;
• высокую прочность, превышающую подобные показатели для металла;
• долговечность, увеличивающую срок эксплуатации конструкции в 2-3 раза;
• небольшой удельный вес, облегчающий погрузку и перевозку;
• простой расчет стеклопластиковой арматуры для фундамента;
• возможность использования при отрицательных температурах до -60˚C;
• экологическую чистоту применяемых компонентов;
• доступность и экономичность при применении;
• отсутствие ограничения длины прута при монтаже благодаря поставкам в бухтах;
• диэлектрические и антимагнитные свойства.

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:

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

Монтаж опалубочной конструкции при армировании ленточного фундамента стеклопластиковой арматурой должен выполняться в соответствии с проектом для обеспечения точной конфигурации и размеров элементов фундамента. При устройстве опалубки из деревянных досок, ДСП или фанеры, рекомендуется обернуть щиты пергамином. Это позволит сохранить материал и использовать его повторно.

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

Сборка армирующего каркаса

Схема укладки арматуры и размеры между отдельными прутами всегда указываются в проекте. В случае применения стеклопластиковой арматуры в фундаменте, вы можете изменять диаметр стержней на меньший, но раскладку следует выполнять только по чертежу.

Схема армирования монолитной плиты.

Первоначально необходимо отмотать из бухты пруты необходимой длины и установить их на подставки параллельно друг другу. Через заданные интервалы положить на продольные струны поперечные перемычки. Связать арматуру в местах пересечения вязальной проволокой или стянуть затяжными пластиковыми хомутами (подробнее про вязку — здесь). В результате будет готов нижний ряд каркаса для армирования фундамента стеклопластиковой арматурой.

Заготовьте вертикальные стойки необходимой длины. Верхний ряд каркаса вяжется аналогично нижнему. После сборки, оба ряда кладутся друг на друга и, начиная с края, связываются их вертикальные стойки, постепенно поднимая верхний ряд арматуры.

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

Перед установкой армирующего каркаса, на дно траншеи засыпается песок и проливается водой или трамбуется. Утрамбованную песчаную поверхность рекомендуется накрыть гидроизолирующим материалом или геотекстильным полотном. Это предотвратит поступление влаги к фундаменту и увеличит его надежность и эксплуатационный срок.

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

Армирование пояса.

Заливка бетонной смеси

Укладка бетона внутрь опалубки производится точно так же, как и при использовании металлической арматуры. Однако следует соблюдать повышенную осторожность, поскольку прочность стеклопластиковой арматуры при сильных боковых воздействиях может оказаться недостаточной. Уплотнение бетона вибратором или трамбовкой необходимо выполнять таким образом, чтобы не повредить установленный каркас.

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

Пластиковая арматура для фундамента – особенности использования

Пластиковая арматура для фундамента постепенно приходит на смену стальной. Это связано с большим количеством положительных сторон. Хотя есть и недостатки. Поэтому перед тем, как выбрать композит, необходимо изучить все характеристики.

Виды пластиковой арматуры

Существует несколько видов арматуры, в зависимости от того, из какого материала она производится:

1. Стеклопластиковая. Ее начали использовать еще во времена Советского Союза. Тогда наблюдалось стремительное развитие печатного монтажа в области радиоэлектроники. Платы тогда делали из текстолита. Особенность этого материала в тканой основе, скрепленной искусственной смолой. Постепенно на место ткани пришло стекловолокно. Благодаря этому удалось расширить сферу применения стеклопластика. Из него начали делать мебель, товары для дома. Материал нашел свое место даже в авиастроении и военной промышленности. Со временем его ввели и в строительство. Из стеклопластиковой арматуры стали делать каркасы для фундамента. Они подходят для условий, в которых другие материалы быстро портятся. Для создания стеклопластика пользуются стеклом и эпоксидной смолой.
2. Базальтопластиковая. Этот материал делать легче, чем стекловолокно. Для него достаточно только базальта. Популярность такой арматуры связана с ее высоким уровнем прочности и упругости. Она меньше проводит тепло, но более тяжелая.
3. Углепластиковая. Это дорогой материал, для получения которого необходимо карбоновое волокно и смолы. Высокая цена связана с особенностями производства карбоновой нити. Она составляет основу материала. Чтобы ее получить, должны точно соблюдать все параметры температуры и время обработки, так как в качестве сырья применяют органические волокна. Применение этого материала возможно в разных сферах жизни. Данная пластмассовая арматура для фундамента очень упругая, но минус в ее хрупкости. Поэтому, если планируется строительство более прочной и напряженной конструкции, выбирают другой вариант.

Наибольшей популярностью пользуется первый вариант, так как цена его не высокая, а эксплуатационные свойства вполне приемлемые.

Как производят

Композитные стержни делают тремя способами:

1. Нидлтрузией. В ходе процедуры отдельные волокна скручивают в одно и одновременно с этим пропитывают и оплетают. Так как подобные технологические линии работают с большой скоростью, то процесс не требует больших денежных затрат, что влияет и на цену. Чтобы арматура обрела характерный рельеф, ее обматывают нитям и периодического профиля. Толщина прутьев зависит от количества нитей. Такой метод изготовления позволяет получить изделия, имеющие хорошее сцепление с бетоном.
2. Плейнтрузией. Сначала формируют основной стержень, после чего его обматывают спиралью в двух направлениях.
3. Пултрузией. Это самая старая методика. Сначала формируют и пропитывают волокно, а когда оно затвердеет, его протягивают через фильер. Эта система работает при температуре полимеризации пластика и позволяет окончательно сформировать и вытянуть арматуру. Себестоимость материала, полученного этим способом, более высокая, а скорость производства – низкая.

Существуют гладкие изделия или профилированные.

Технические характеристики

Производство стеклоарматуры происходит по ГОСТУ 31938-2012. В документе указано, какого размера должны быть изделия, их внешний вид, сырье, экологическую безопасность и другие параметры.

Пластиковый каркас, как и металлический, используют для скрепления монолита, чтобы повысить его способность переносить нагрузки. Это позволяет повысить срок эксплуатации здания.

Функции такой арматуры не отличаются от стальной, и она имеет такие же показатели:

1. Вес изделий составляет 0,02-0,42 кг на метр.
2. Длина согласно государственному стандарту должна составлять 0,5-12м. Параметр измеряется шагом по 0,5м.

Готовая арматура из пластика для фундамента должна не иметь сколов, раковин, задир, навивок с порывами, расслаиваний, вмятин.

При армировании фундамента постепенно начинают больше использовать стальные прутья. Чтобы они лучше сцеплялись с бетоном, их дополнительно обрабатывают песком.

Преимущества и недостатки

Популярность в строительстве арматура из пластика обрела благодаря большому количеству положительных свойств:

1. Прутья обладают повышенной прочностью. Даже во время воздействия растягивающих усилий материал может сохранять свои свойства.
   
2. Цена доступная. Фундамент из арматуры пластиковой обойдется в меньшую сумму, чем, если использовать стержни из металла.
3. Небольшая масса. Это облегчает процесс работы и транспортировку изделий.
4. Надежность. Не нужно обрабатывать материал защитными покрытиями. Он не подвержен коррозии, от лично переносит морскую воду, соляную кислоту, щелочи.
5. Низкий уровень теплопроводности. Стержни можно использовать для жилых зданий, так из них не получаются перемычки холода. Это позволяет создать благоприятные температурные условия в помещении.
6. Безопасность для экологии. При производстве изделий строго соблюдаются санитарные нормы, поэтому они не представляют опасности для жизни человека и окружающей среды.
7. Длительный срок эксплуатации. Отзывы показывают, что с помощью пластиковой арматуры удается в несколько раз улучшить эксплуатационные свойства конструкции.
8. Легко резать и удобно доставлять к месту работ. Чтобы получить необходимую длину заготовки не нужно использовать специальные инструменты.
9. Можно устанавливать без применения сварочного оборудования. Вяжут изделия проволокой или специальными фиксаторами.
10. Сохраняют свои свойства даже при температуре в -70 градусов.
11. Обладают диэлектрическими свойствами. Благодаря этому изделия не разрушаются под влиянием блуждающих токов и имеют повышенную безопасность.

Опытные строители утверждают, что для фундамента арматура из пластика подходит идеально.

У материала есть и отрицательные отзывы, связанные с некоторыми недостатками наполнителя. Такая арматура имеет такие минусы:

1. Низкая термостойкость. Полимерные связующие способны выдерживать ограниченный диапазон температур, поэтому пластиковые прутья можно использовать не везде.
2. Если их нагреть до 200 градусов, то прочность снижается и возрастает огнеопасность.
3. Меньший модуль упругости. Во время использовать прутиков из композита, необходимо проводить специальные расчеты, чтобы подтвердить возможность использовать этот материал для несуще2й конструкции.
4. Если арматура будет постоянно находиться в щелочной среде, то постепенно ее прочностные характеристики будут ухудшаться.
5. Тяжело согнуть. Этот материал тяжело обретает радиусную форму. Чтобы добиться этого придется прибегнуть к специальным технологическим приемам.

Отзывы строителей у пластиковой арматуры для фундамента достаточно высокие. Специалисты утверждают, что такие прутья:

1. Обладают повышенной упругостью.
2. Не подвергаются деформации.
   
3. Не требуют больших денежных затрат.
4. Не подвергаются коррозии.
5. Не реагируют на электромагнитные поля.
6. Отсутствует экранирование.

Благодаря положительным эксплуатационным свойствам композит применяют во многих сферах. Он составляет серьезную конкуренцию стали.

Применение в строительстве

Арматуру из пластика используют точно так же, как и из стали. С их помощью строят:

• мосты;
• стены и полы;
• разные виды фундаментов;
• ограждения.

Композит используется в производстве шпал, так как при интенсивной вибрации бетон распадается. С его помощью возводят доки, при чалы, различные заграждения береговых линий. Такой арматурой оборудую шахты, закрепляют утеплительный и облицовочный материал.

Не редко полимерными стержнями заменяют стальные детали во время строительства каркасного или деревянного здания.

С разными видами пластиковых арматур работать гораздо проще и удобнее. Процесс не требует больших денежных затрат, если сравнить его с металлическими конструкциями.

В мире практически нет аналогичного материала. Его положительные качества позволяют расширить сферу применения. Он соответствует всем требованиям строительного процесса.

Линейное расширение бетона при использовании пластиковой и стальной арматуры происходит одинаково. Благодаря этому риск появления трещин и других деформаций во время заливания раствора отсутствует.

Особенности вязки

Как вязать пластиковую арматуру для фундамента, нужно выяснить, чтобы провести процедуру правильно. Качественный и надежный фундамент – это залог того, что дом простоит долго. Поэтому армирование основания является важным этапом строительства.

Чаще для зданий используют ленточный фундамент. Для него вязка пластиковой арматуры проводиться с некоторыми особенностями. Эта процедура помогает сделать конструкцию едино и прочной. Прутья связывают в местах их пересечений. Это делают проволокой или специальными средствами.

Проволоку сгибают посередине, после чего надевают на крючок, прикладывают к арматуре и затягивают. Это довольно трудно, поэтому облегчить работу поможет пластиковая стяжка.

Важным элементов армирующей системы считается пластиковая запорная арматура. Она помогает более прочно прикрепить друг к другу отдельные прутья.

Популярность у строителей пользу3ютс фиксаторы. Это закладные детали, которые создают защитный слой определенной толщины в бетоне.

Такие фиксаторы делают из полиэтилена. Их выливают под высоким давлением. Они обеспечивают надежное закрепление арматурных стержней, каркасов и позволяют получить прочную бетонную или железобетонную конструкцию. Фиксаторы используются в горизонтальных и вертикальных поверхностях, а также с их применением создают опалубку.

Советы по выбору

Сейчас увеличилось количество производителей композитной арматуры, поэтому встречаются некачественные изделия. Поэтому во время выбора материала, необходимо обращать внимание на такие нюансы:

1. Цвет. Если прутья хорошие, то во всей партии они одного цвета. Если в некоторых элементах окрас другой, то во время производства присутствовало нарушение температурного режима.
   
2. Трещины и расслоения. Их быть не должно. Эти дефекты легко заметить на срезе.
3. Разрывы волокон. Из-за них снижаются характеристики материала. Их видно невооруженным глазом.
4. Неравномерная навивка. Это говорит об использовании старого оборудования и нарушении непрерывности.

Со временем планируют ввести жесткие требования к пластиковой арматуре. Этот материал способен вытеснить сталь. Но, чтобы не попасть на некачественное изделие, следует тщательно изучать характеристики.