Композитная арматура для фундамента, что говорят инженеры

Сравниваем металлическую и стеклопластиковую арматуру. Из этой статьи вы узнаете достоинства и недостатки арматуры из металла и стеклопластика.

Содержание

Состав и строение композитной арматуры

Прутки стеклопластиковой арматуры – это пучок стекловолокна толщиной 15 микрон каждое, пропитанный эпоксидными или другими смолами и имеющий рифленую поверхность для лучшего сцепления с бетоном. В правильно устроенном прутке должен быть центральный стержень из волокон, который оплетается по спирали вторым слоем стекловолокна.

Вид материала волокна определяет свойства и название арматуры. Кроме стекловолоконной, встречаются углепластиковые и базальтовые изделия.

Диаметр прутка арматуры находится в пределах 4-18 мм, а максимальная длина ограничена только настройками производственного оборудования. Плотность стеклопластика составляет всего 1,9 т/м3, а 1 кубометр стальной арматуры весит не менее 7 тонн. Благодаря этому свойству, композиты применяются в изготовлении легкого бетона с 60-х годов прошлого века. Средний срок службы — не менее 80 лет.

Поверхность арматуры Рифленая поверхность арматуры способствует ее сцеплению с бетоном

Производство стеклопластиковых прутков для усиления бетона возможно только в заводских условиях, что снижает вероятность купить некачественный продукт, несоответствующий нормативным требованиям. Композитная арматура не ржавеет, не проводит электрический ток и экологична.

Стеклопластиковая арматура: недостатки и особенности

Длительность видео 24:45

На видео показано и рассказано, что из себя представляет композитная и металическая арматура её физикотехнические данные и НЕвозможность её использования в конструкционных бетонах фундаментов.

1 Цена 

В целом стеклопластиковая арматура дешевле стальной. Но, как это видно из таблицы, с увеличением диаметра процентная разница (а значит, расходы по смете) нивелируется.

Если цена стальных изделий у крупных продавцов более или мене одинакова, то в случае стеклопластика наблюдается существенный разброс цен, зависящий от качества (изготовлено по ГОСТ или по ТУ).

В любом случае покупать композитную арматуру лучше у представителей крупнейших заводов — «МегаПласт», «ПластКомпозит», «Ярославский завод композитов», «Завод АЛЮР» и др.

Диаметр, мм Стальная арматура, цена в руб. Композитная арматура, цена в руб.
8 25 20
10 35 25
12 45 35
14 55 45
16 65 55

2 Прочность на изгиб 

Параметр зависит от модуля упругости материала. Для стали марки Ст3 его значение 200 ГПа (гигапаскалей), для стеклопластика  — 30–55 ГПа. Это значит, что в конструкциях, где арматура работает на изгиб (все виды плавающих фундаментов, плиты и балки перекрытий, перемычки над проёмами и ригели каркаса здания), диаметр стеклопластиковой арматуры должен быть больше, чем стальной. Насколько? Здесь требуется расчёт конкретной конструкции. Проблема в том, что методика такого расчёта разработана только для железобетона (СП 63.13330.2012), а для бетона с композитным армированием её нет. 

Практики советуют при использовании стеклопластиковой арматуры в перечисленных конструкциях увеличивать коэффициент армирования примерно на 20% или диаметр прутков на 4 мм (по сравнению со сталью). То есть рентабельность применения композита в данном случае остаётся под вопросом.

Преимущества использования стеклопластика

Свойства стали и железобетона, изготовленного с ее применением, хорошо изучены, известны все сильные и слабые стороны такого материала. Композитные материалы не так давно появились в свободном доступе, поэтому разберем их преимущества подробно:

  • меньший вес (более, чем в 3 раза) конструкции снижает нагрузку на фундамент и грунт, делает транспортировку стройматериалов до места стройки простым и дешевым;
  • очень высокая нагрузка на разрыв (650 Мпа у стекловолокна против 400 Мпа у стали) делает ее незаменимой в ответственных местах;
  • стойкость к атмосферным и химическим процессам, не теряет прочности из-за коррозии, как металлическая;
  • коэффициент теплового расширения композитных материалов очень близок к таким же параметрам у бетона, а это снижает вероятность появления трещин;
  • низкая теплопроводность пластика помогает сохранять тепло в здании и цокольном помещении;
  • хорошая устойчивость к механическому износу, по этому показателю стеклопластик не уступает железу;
  • не является помехой для радиоволн и не проводит электричество;
  • с пластиком удобно работать, не потребуется сварочный аппарат, а все соединения фиксируют гибкими хомутами или вязальной проволокой;
  • малая цена заметно снижает стоимость монолитных бетонных работ.

Арматура в автомобиле Композитную арматуру можно доставить в багажнике легкового автомобиля

Эти свойства и делают стеклопластиковую арматуру незаменимой в возведении фундаментов и заливке монолитных оснований для постройки дома.

warning.png

На практике, композитная арматура для фундамента приобрела наибольшую популярность в малоэтажном домостроении, что объясняется нижеследующими факторами.

Преимущества и недостатки железной и пластиковой арматуры

  • Металлическая арматура стоит немного дешевле, чем пластиковая.
  • Зато у пластиковых аналогов куда меньший вес, поэтому собрать каркас будет несколько проще.
  • Пластик (стекловолокно) не подвержен коррозии, а вот металлическая арматура не может похвастаться таким же преимуществом.
  • Пластиковая арматура отличается стойкостью как к химическим процессам, так и к различным атмосферным явлениям.
  • Пластик отличается низкой теплопроводностью, а это качество позволяет намного эффективнее сохранять тепло в сооружениях. Пластиковая арматура не создаёт никаких помех для радиоволн.
  • Пластик невозможно сваривать. Из-за этого металлическая арматура считается более универсальной.
  • Многие строители не имеют практического опыта работы с композитом (пластиком).

Особенности применения

  • Композитная арматура считается самым подходящим материалом во время строительства свайного фундамента.
  • При выборе основной арматуры следует выбирать именно ребристую, ведь она способна повысить как надёжность, так и прочность всей конструкции из бетона.
  • Гладкую арматуру часто используют в качестве соединительной арматуры. С её помощью можно сэкономить во время покупки дорогостоящих строительных материалов, а также повысить уровень прочности и надёжности всей конструкции.

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.

Технические характеристики

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.

3 Прочность на разрыв 

У стеклопластиковой арматуры она превышает 1,1 ГПа, у стальной равна 390 МПа, то есть примерно в три раза ниже. При этом относительное удлинение при разрыве (то есть величина деформации при временном сопротивлении разрыву, выраженная в процентах от первоначальной длины) у стеклопластиковой арматуры меньше в 10 раз. А значит, в конструкциях, испытывающих в основном растягивающие нагрузки (сваи, вертикальное и подошвенное горизонтальное армирования ленточных фундаментов глубокого заложения), стеклопластиковая арматура может быть тоньше стальной. Увы, это лишь теория. Методики точного расчёта для стеклопластика пока не разработано. 

Недостатки неметаллической арматуры

Не бывает идеальных во всем материалов, так и композитная арматура имеет ряд особенностей, которые накладывают ограничение на ее широкое использование. Минусы неметаллических элементов бетонной конструкции:

  • модуль упругости стали выше такового у стеклопластика в 4 раза, поэтому из железной арматуры выполняют плиты перекрытия и несущие элементы конструкции;
  • пластик невозможно сваривать, только вязка между собой или применение арматуры с металлическими наконечниками;
  • любые композитные прутки нельзя сгибать под прямым углом, для соединения берут специальные уголки или связывают встык с перехлестом;
  • механические свойства ухудшаются с нагревом, а при температуре 600 градусов происходит полное разрушение конструкции;
  • небольшой опыт работы с композитами у строительных бригад и отсутствие сертификации на большую часть возводимых объектов (по умолчанию задана металлическая арматура).

Монтаж арматуры В углах композитная арматура не гнется

Свести недостатки к минимуму поможет сочетание в конструкции металлических узлов и пластиковых прутков различного диаметра. Такое взаимное сочетание считается оптимальным и надежным.

Как соединять – сварка или вязка

Существует два разных метода соединения – сварка и вязка, однако в случае с пластиковой арматурой воспользоваться методом сварки не удастся. Если нагреть этот материал хотя бы до 200 градусов по Цельсию, то он разрушится.

Каркас, сделанный из металлической арматуры, также не рекомендуется собирать методом сварки, так как он быстрее выходит из строя из-за плохого выдерживания нагрузки в точках сварки. Также, что плохо, в сварочных соединениях быстрее образуется коррозия.

В обоих случаях, лучший вариант – воспользоваться вязкой. Для этого используется специальный вязальный крючок. Специалисту необходимо всего лишь продеть проволоку, а затем и крючок в появившуюся петлю, после чего останется закрутить её максимально плотно. Это самый простой, надёжный и дешёвый способ, использующийся строителями уже много лет.

В случае с ленточными фундаментами часто используют вязальные пистолеты. Эти устройства могут облегчить и ускорить процесс соединения, однако стоимость вязального пистолета может достигать 50.000 рублей. Также потребуется обзавестись и специальной проволокой. Без неё вязальный пистолет может сломаться, а его ремонт обходится достаточно дорого.

4 Теплопроводность

Теплопроводность важна в основном в стеновых кладочных конструкциях, где поясное армирование нередко ведёт к образованию мостиков холода. И здесь стеклопластиковая арматура кладёт стальную на обе лопатки: коэффициент её теплопроводности в 13 раз ниже, чем у стали.

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

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.

5 Стойкость к коррозии 

У стеклопластиковой арматуры очень высокая коррозионная стойкость, но применять сам этот термин в данном случае не совсем корректно. Когда речь идёт о полимерах, говорят о старении или самодеструкции материала. Судя по испытаниям, стеклопластиковая арматура не менее долговечна, чем стальная, а в конструкциях, постоянно контактирующих с водой и при этом выполненных без вибропрессования бетона, композит теоретически должен служить дольше стали. 

Какой материал будет лучше для армирования бетона

Выбор лучшей или более подходящей арматуры должен определяться индивидуально для каждого объекта. Основные критерии зависят от:

  • конструктивных особенностей бетонного монолита и его назначения;
  • условий дальнейшей технической эксплуатации;
  • требований к пожарной безопасности конструкции;
  • наличия агрессивных сред и повышенной влажности;
  • необходимости выполнения сварочных работ при монтаже;
  • финансового сравнения двух вариантов.

В некоторых случаях традиционная металлическая арматура остается незаменимой, несмотря на коррозионные свойства и большой вес.

Что лучше, композитная арматура или металлическая? Металлическая арматура способна противостоять механическим повреждениям намного лучше стеклопластиковой. В то же время, полимерные материалы рекомендуется применять при воздействии влаги на бетонную конструкцию, наличии блуждающих токов или низкой эксплуатационной температуре.

Сравнение стальной и композитной арматуры

Сравнительная таблица

Характеристики Металлические пруты Композитные стержни
Материал Сталь Стекловолокно, другие материалы, связанные полимером или термореактивными смолами
Диаметр, мм 6-40 4-12
Длина, м 6-12 6-100
Вес, кг/п.м. от 0,03 от 0,222
Коррозионная стойкость Подвергается коррозии Относится к нержавеющим материалам первой группы химической стойкости
Теплопроводность 0,35-0,5 Вт/м*К до 47 Вт/м*К
Электропроводность Да Нет, диэлектрик
Временное сопротивления разрыву 0,37-1,23 кН/мм2 1,25 кН/мм2
Модуль упругости 200 кН/мм2 30-55 кН/мм2
Предел прочности на растяжение, Мпа 390 1200
Диапазон рабочих температур до + 1200°С -15°С — + 160°С
Срок эксплуатации Различная, определяется строительными нормами До 80 лет

Если сравнить возможности стеклокомпозита и металла, можно выделить ряд преимуществ по обоим видам арматуры. Выбор оптимального материала и характеристик арматурных прутов следует делать с учетом назначения, требований к прочности и долговечности конструкций, в которых они будут использоваться. При сравнении соотношения стоимости арматуры композитной к металлической выигрывает стекловолоконная арматурная продукция.

Класс и марки

Какой класс арматуры для фундамента лучше всего использовать? Специалисты считают, что не ниже класса А 400, по старой маркировке не ниже АIII. Стержни высшего класса с экономической точки зрения невыгодны, низшего – имеют невысокие характеристики, которые для фундаментных конструкций не подходят.

По технологии производства стальную арматуру изготавливают из разной стали. Так как нас интересует марка А 400, то ее изготавливают:

  1. Из стали 35 ГС – это конструкционная низколегированная сталь для сварных соединений.
  2. 25 Г 2 С.
  3. 32 Г 2 Р пс.

Кроме того в маркировке можно встретить разные буквенные обозначения, у которых свое определение одного из качеств материала.

  1. «В» в начале марки – это обозначение проволоки, в конце – это говорит о том, что изделие упрочнено вытяжкой.
  2. «Т» — термически упрочненная.
  3. «А» в начале – стержневой вид.
  4. «К» — канатная разновидность, эта же буква в конце обозначает, что материал коррозийностойкий.
  5. «С» — можно использовать электросварку.

6 Удобство использования 

По этому параметру стеклопластиковая арматура мало отличается от стальной. Она намного легче, но при индивидуальном малоэтажном строительстве масса арматуры несущественна. Стеклопластик нельзя сварить, но и стальную арматуру сегодня предпочитают вязать нержавеющей проволокой или пластиковыми хомутами. Резать композитную арматуру болгаркой очень легко. Единственный важный нюанс: стеклопластиковый пруток нельзя изогнуть на стройплощадке, а заказанные у производителя гнутые изделия обойдутся дорого, к тому же их придётся долго ждать. Отсутствие жёсткого непрерывного армирования в углах может сказаться на прочности конструкции, но выход есть: ничто не мешает комбинировать прямые стеклопластиковые прутки с гнутыми стальными. 

  • Материал подготовил: Владимир Григорьев

Cтатьи по теме

Цоколь дома- для чего нужен? Производим отделку материалы

Цоколь дома- для чего нужен? Производим отделку+ материалы

Как сделать светящуюся тротуарную плитку своими руками - Видео советы

Как сделать светящуюся тротуарную плитку своими руками — Видео советы

Бутовый фундамент. Кладка основания из камней своими руками

Бутовый фундамент. Кладка основания из камней своими руками

Утепление фундамента частного дома своими руками

Утепление фундамента частного дома своими руками

Пошаговая инструкция строительства каркасного дома самому

Пошаговая инструкция строительства каркасного дома самому

Как сделать полы по грунту в частном доме своими руками

Как сделать полы по грунту в частном доме своими руками

Арматурная сетка для бетонного пола: советы по выбору

Арматурная сетка для бетонного пола: советы по выбору

Как сэкономить на строительстве дома - выгодные советы

Как сэкономить на строительстве дома — выгодные советы

Отзывы ()

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...