Пластиковая арматура для фундамента

Пластиковая арматура для фундамента

Арматура для армирования фундамента

Традиционно для армирования использовали металлические прутья. Их композитные аналоги появились сравнительно недавно, в конце второй половины 20 века, и постепенно начали вытеснять изделия из металла.

Стеклопластиковая арматура

Композитная арматура по материалу, из которого ее изготавливают, делится на следующие разновидности:

  • стеклокомпозитную (пластиковую, стеклопластиковую) – АСК;
  • углекомпозитную – АУК;
  • арамидокомпозитную – ААК;
  • базальтокомпозитную – АБК;
  • комбинированную – АКК.

Первый вариант получил наибольшее распространение. Связано это, с одной стороны, с более низкой его ценой (по сравнению с аналогами), а с другой – с приемлемыми эксплуатационными свойствами.

Арматуру из пластика изготавливают из смеси таких материалов:

  • стекловолокна штапельного;
  • связующих полимерных веществ, например, эпоксидно-диановой либо эпоксидной смол;
  • добавок, предназначенных для улучшения технических характеристик продукции.

Технология производства стеклопластиковых изделий заключается в следующем алгоритме действий:

  • стекловолокно разматывают, формируя из него жгуты;
  • пропитывая их специальными связующими составами, получают нужное сечение у изделий;
  • по спирали обработанные полимерным веществом жгуты обматывают шнуром из стекловолокна;
  • полученные заготовки полимеризируют в печи;
  • прутья нарезают на фрагменты требуемой длины либо сматывают бухтами.

Арматура из пластика может быть гладкой либо с ребрами (профилированная).

Каркас из стеклопластика формируют горизонтальными рядами в виде сетки, закрепляемыми на определенном уровне вертикальными перемычками. Продольные пруты принимают на себя основную нагрузку, поэтому их выбирают большего сечения и укладывают с шагом не более 0,3 м. Расстояние между поперечными и вертикальными стержнями варьируют от 0,3 до 0,8 м в зависимости от предполагаемой нагрузки. Также их диаметр может быть меньше, чем у продольной арматуры.

Места пересечений прутьев и углы фиксируют с помощью пластиковых стяжек либо вязальной проволоки сечением 0,8-1,2 мм. Последний вариант предполагает использование специального пистолета либо крючка для увязывания. Стержни стыкуют с нахлестом.

Пластиковая арматура – это современная альтернатива стальным изделиям. Укладывание стеклопластиковых стержней для армирования основания выполняется по аналогичной с металлическими прутьями схеме.

Технические характеристики пластиковой арматуры

Стеклопластиковая продукция относится к группе неметаллических изделий. Ее производство регламентируется ГОСТ 31938-2012, который действует с 2012 года. В документе определяются следующие моменты:

  • размеры, классификация и параметры изделий;
  • требования к маркировке, упаковке, внешнему виду, сырью для изготовления, показателям и характеристикам готовой продукции, а также к ее экологической безопасности;
  • контроль качества материала;
  • правила его приема, хранения и транспортировки.

Пластиковая арматура в ассортименте по сечениям

Металлический и пластиковый каркас предназначены для скрепления монолита, чтобы он выдерживал требуемые нагрузки. В итоге продлится время эксплуатации всей конструкции. Выполняя одинаковые функции со стальными изделиями, стеклопластиковые стержни характеризуются одними и теми же показателями:

  • весом;
  • номинальным и наружным диаметром;
  • шагом профиля периодического;
  • площадью поперечного сечения (номинальная).

Наружный диаметр стержней лежит в диапазоне от 4 до 32 мм. Его значение соответствует номеру профиля. Допускается изготавливать пруты других сечений, но с условием соблюдения требований вышеуказанного стандарта. Арматуру сечением 4-8 мм разрешено поставлять бухтами или на барабанах, а остальную – в пачках по 50 или 100 м.

При изменении сечения меняется вес изделия, который находится в пределах от 0,02 до 0,42 кг на метр (погонный).

Регламентируемая длина прутьев составляет 0,5-12 м. Данный параметр изменяется с шагом 0,5 м.

У готовой продукции по ГОСТ 31938-2012 должны отсутствовать следующие дефекты:

  • раковины;
  • сколы;
  • задиры навивки с ее порывами;
  • расслаивания;
  • вмятины с повреждением волокон.

Сравнение эксплуатационных показателей различных видов композитной арматуры представлено в таблице.

Показатель Единица измерения АКК АБК ААК
Модуль упругости при растяжении ГПа 100 50 70
Максимальная прочность на сжатие МПа 300 300 300
Предельная прочность на растяжение МПа 1000 800 1400
Максимальная прочность при поперечном срезе МПа 190 150 190

В таблице приведены минимальные значения указанных параметров, кроме величины температуры.

Постепенно стеклокомпозитные изделия заменяют стальные при армировании фундаментов. Ряд производителей покрывают гладкие стержни песчаным материалом, чтобы улучшить их сцепление с бетоном.

Достоинства и недостатки материала

Пластиковые изделия по прочности уступают другим разновидностям композитной арматуры, но выигрывают перед ними в цене.

Соотношение между диаметрами арматурных прутьев

Плюсы стеклопластиковой арматуры по сравнению с металлическим аналогом следующие:

  • более низкая стоимость;
  • меньший вес: при одинаковом диаметре и длине продукция из пластика легче в 5-7 раз;
  • значение величины прочности на разрыв больше в 3 раза, что позволяет уменьшить на практике при действующих одинаковых нагрузках сечение стержней;
  • не подверженность разрушительному действию коррозии, вызываемой химическими веществами или водой, благодаря чему возрастает срок службы материала;
  • более высокая скорость монтажа каркасных конструкций;
  • теплоизоляционные свойства;
  • диэлектрические характеристики;
  • простота создания каркасов овальной и круглой форм (с закруглениями);
  • удобство транспортировки.

Среди недостатков стеклопластиковой арматуры выделяют недостаточно развитую нормативную базу, которая не позволяет разработчикам строительных проектов проводить требуемые расчеты. Также проблематичным моментом является сопоставление стальной продукции с композитной. Необходимые данные, предоставляемые производителями, не всегда являются достоверными.

Низкая устойчивость материала к действию повышенных температур (более 60 градусов) и огня, тоже выступает существенным его минусом. Также пластиковые стержни выдерживают меньшие поперечные нагрузки, чем стальные.

Профилированные стеклокомпозитные прутья

На практике зачастую требуется, чтобы смонтированный каркас был жестким, а пруты из стеклопластика являются в этом отношении более пластичными по сравнению с металлическими. Это вызывает некоторое неудобство при работе, осложняя весь процесс.

Легкий вес стеклокомпозитных прутьев способствует уменьшению итоговой массы всей конструкции. Благодаря этому нагрузка на грунт становится меньше, и величина усадки постройки снижается.

Выбор фундаментной арматуры

Арматурные каркасы для фундаментов все чаще индивидуальные застройщики монтируют из стеклопластиковых прутьев. Перед началом строительных работ встает вопрос о выборе качественного материала среди множества предложений от разных фирм.

Первоначально следует определиться с требуемым диаметром стержней. Он зависит от следующих факторов:

  • несущих характеристик грунта на строительном участке;
  • предполагаемой нагрузки на фундамент от возводимой постройки со всем ее содержимым и снега.

Вес здания зависит от материала, из которого будут созданы стены, перекрытия и кровля.

Рекомендации специалистов по выбору сводятся к следующим пунктам:

  • приобретать нужно только продукцию известных производителей у официальных дилеров (распространителей), чтобы были гарантии ее качества;
  • внимательно осмотрев материал, следует покупать изделия без дефектов: расслоений, вмятин, раковин, сколов, разрывов или задира навивки;
  • если требуется действующую на основание нагрузку перераспределить равномерно, то лучше отдать предпочтение прутьям с ребрами;
  • чтобы придать конструкции нужную форму, используют гладкие арматурные стержни.

От качества приобретенной арматуры будет в значительной степени зависеть крепость монолита и долговечность всего сооружения. Использование сертифицированного материала – один из залогов возведения надежного ленточного, плитного либо столбчатого фундамента. Приобретенное изделие обязательно должно быть без дефектов.

Область использования

Сфера использования пластиковой арматуры идентична области применения стальной продукции.

Армирование стен

Стеклокомпозитные прутья заменяют металлические при строительстве следующих объектов:

  • мостов;
  • стен;
  • полов;
  • фундаментов разных типов: столбчатого, ленточного, плитного;
  • ограждений;
  • автомобильных дорог и тротуаров;
  • вообще любых армированных конструкций, предназначенных под последующую заливку раствором.

Довольно часто полимерные стержни используют вместо стальных деталей во время постройки каркасных либо деревянных зданий.

С композитной разновидностью арматуры работать самостоятельно проще, удобнее и при этом весь процесс сопровождается меньшими затратами труда, чем возведение металлических конструкций.

Значение коэффициента линейного расширения бетона идентично данному параметру у пластиковой арматуры. Благодаря этому снижается вероятность возникновения деформаций и растрескиваний при застывании раствора.

Сравнение пластиковой арматуры с металлической представлено в видеоролике ниже.

Пластиковая арматура для фундамента имеет противоречивые отзывы. Высказываются различные мнения за данную продукцию и против нее. В пользу выбора данного материала легкий вес, высокая прочность на разрыв, химическая инертность. Также каркас из стеклокомпозитных прутьев установить быстрее и легче, чем из металлических. Если покупать изделия известных производителей, то можно защититься от некачественного товара.

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.

Стеклопластиковая базальтопластиковая углепластиковая сталь
Прочность на разрыв, МПа 480 – 1600 800 – 1200 1750 480 – 690
Относительное удлинение, % 2,2 3 1,6 25
Модуль упругости, ГПа 56 65 140 – 350 200
Теплопроводность 0,35 0,3 1 46
Предельная температура эксплуатации, °C 300 200 600 750

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).

admin