Стеклопластиковая (композитная) арматура — плюсы и минусы

Композитная арматура – сравнительно молодой в строительстве материал, который, несмотря на свой возраст, успел себя положительно зарекомендовать среди сообщества строителей, и прочно обосноваться на стройплощадке, потеснив стальную арматуру. Это – материал, состоящий из нескольких компонентов. Точнее, основных компонентов два:

Волокна, которые несут основную нагрузку, и непрерывно тянутся по всей длине арматурного стержня. Объем волокон должен быть не менее 75% от массы арматуры.
Связующее на основе термореактивных смол, благодаря которому компоненты соединяются в единое целое.

Диаметр арматуры, согласно нормативному документу ГОСТ 31938-2012, устанавливается и используется следующий: 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 и 32 мм. Из них диаметры от 4 до 8 производятся и продаются в скрученном виде (мотках, барабанах), что облегчает транспортировку. Остальные диаметры производятся и продаются в прутках со стандартной длиной 6 – 12 метров.

Состав композитной арматуры бывает различный, и, в зависимости от компонентов, меняются свойства и себестоимость готового продукта.

Основные достоинства и недостатки полимерных армирующих прутов

Стеклопластиковая арматура перед массовым внедрением на рынок прошла множество серьезных испытаний. В итоге подобные исследования установили, что этот строительный материал отличается рядом преимуществ таких, как:

Малая масса, которая в 9 раз ниже массы классической металлической арматуры;
Высокая стойкость к коррозии и воздействию кислот;
Отличные показатели с точки зрения энергоэффективности;
Экономичность в доставке;
Инертность к электромагнитному и радиовоздействию;
Стеклопластиковая арматура относится к диэлектрикам.

Безусловно, помимо преимуществ, данный строительный материал обладает определенными недостатками. Такие недостатки нельзя отнести к критическим, но их важно учитывать при возведении тех или иных видов зданий.

Недостатки композитной арматуры:

Низкие показатели упругости;
Невысокие параметры термостойкости.

При этом такие недостатки материала никак не отражаются на его использовании при строительстве дорог и фундаментов зданий.

Преимущества арматуры из композитов

Арматура, выполненная из стеклопластика периодически проходит многочисленные проверки, испытания и тесты, где показывается её рациональное применение, учитывая ряд характеристик. Каждый раз данные подтверждают выгодное отличие от остальных материалов подобного назначения.

Стоит рассмотреть преимущества композитной арматуры подробнее:

Прутки арматуры, сделанные из стеклопластика, имеют небольшой вес. Масса композитной арматуры меньше, чем у подобных металлических изделий до 9 раз;
При сравнительном анализе коррозийной устойчивости, стеклопластиковая арматура в 10 раз надёжнее, чем стальная с подобными данными. По достоинству оценено потребителем отличное сопротивление данного материала воздействую агрессивных сред, таких как — солёная, щелочная или кислотная;
Композитная арматура проводит тепло намного меньше, чем металлическая, исходя из этого возникновение «мостиков холода» сведено к минимуму;
Во многих случаях покупка композитной арматуры гораздо выгоднее и в финансовом плане — значительно удобнее транспортировка, разгрузка и дольше эксплуатационный срок;
Неоценимые преимущества композитной арматуры так же заключаются в её прозрачности для электромагнитных волн и непроходимостью электрического тока;
Очень облегчает работу монтажа конструкций — отсутствие необходимости приобретения оборудования для сварки и инструментов для резки металла;

Основные сферы использования

Существует две основные формы выпуска композитной арматуры:

Гладкие пластиковые пруты, дополненные стеклянной спиралью для повышения качества фиксации;
Арматура привычной формы, повторяющая структуру металлической.

Большинство специалистов советуют отдавать предпочтение второму типу.

Основной сферой применения стеклопластиковой арматуры является возведение фундаментов для малоэтажных зданий. При возведении фундамента в каждом индивидуальном случае используется арматура конкретного диаметра.

Кроме того, такой материал часто используется для связывания кирпичной кладки. В этом случае можно избежать появления мостиков холода, что повышает общую эффективность здания.

Особенности производства и монтажа

Любой вид стеклопластиковой арматуры производится из сырьевого волокна, связанного полимерными смолами, в который добавляется отвердитель и ускоритель твердения. Все компоненты определяются производителями в зависимости от применяемых технологий, от типа и назначения элементов, которые будут армироваться изготовленной стеклопластиковой арматурой.

Материал производится на специальных технологических линиях. Сначала стекловолокно пропитывается смолой, отвердителем и ускорителем реакции. После этого оно пропускается через фильер, где отжимается лишняя смола. Тут же стекловолокно уплотняется, и приобретает форму – условно гладкую или с анкерными ребрами и технологически заданный диаметр.

На следующем этапе происходит вязка композитной стеклопластиковой арматуры – на нее наматывается дополнительная навивка в виде жгута, чтобы повысить адгезию. После этого она направляется в печь, где полимерные смолы с отвердителем схватываются. Полученные изделия укладываются в бухты или разрезаются на хлысты нужной длины.

Скрепляются прутки пластиковыми хомутами или зажимами. Край армирующей сетки должен отступать от опалубки на 50 мм, что позволит создать защитный слой из бетона. Это делается подручными средствами или пластиковых фиксаторов. Если прут выступает за пределы опалубки, ее нужно обрезать ножовкой по металлу или болгаркой с алмазным или абразивным кругом.

Согнуть стеклопластиковую арматуру на площадке без специального оборудования невозможно. После того, как на прут перестает действовать усилие, он снова возвращает первоначальную форму. Если размягчить его температурой, и все же согнуть, он потеряет расчетные характеристики. Единственный выход – заказать предварительно изогнутый стеклопластиковый элемент на заводе, в этом случае они полностью будут отвечать техническим и эксплуатационным требованиям.

Мнение строителей

Сейчас наблюдается устойчивая тенденция популяризации среди строителей и крупных застройщиков композитной арматуры. В большинстве случаев можно встретить положительные мнения об этом материале. Специалисты отмечают, что такие стержни фактически безотходны при проведении строительных работ. Также немаловажным фактором является простота их применения.

Большинство экспертов сходятся во мнение, что в определенных строительных сферах такой материал имеет существенные преимущества перед металлическими армирующими стержнями. Основным достоинством данных пластиковых прутьев является возможность их использования почти любой длины.

Имеет ли материал недостатки?

Каждый строительный материал имеет определенные недостатки. Поэтому знать про минусы композитной арматуры не менее важно, чем про достоинства. Перечислим основные из них:

Малая упругость. Как показывают испытания, пластиковая арматура имеет упругость примерно в 4 раза ниже, чем у такой же по диаметру металлической. Поэтому при армировании крупных объемов бетона нужно использовать в 4 раза больше арматуры, что весьма не дешево.
Опасность резки. Если металлический прут можно разрезать или распилить без лишних проблем, то когда распиливается неметаллическая арматура в воздух попадает большое количество микроскопических частиц стекловолокна. При попадании в дыхательные пути или глаза они могут стать причиной множественных микротравм.
Низкая пластичность. Материал практически лишен пластичности. Поэтому, чтобы согнуть прут, необходимо нагреть его до нужной температуры. Очень важно не превысить отметку в 300 градусов по Цельсию – это приведет к потере несущих свойств.

Как видите, пластиковая арматура имеет как важные преимущества, так и серьезные недостатки. Серьёзно подумайте, прежде чем окончательно определиться с выбором подходящей арматуры для строительства.

Теперь вы знаете, что такое композитная арматура, а также разбираетесь в её плюсах и минусах. Это позволит легко сделать правильный выбор, о котором не придется сожалеть впоследствии. К тому же, разбираясь в основных свойствах материала, можно легко решить, в каких случаях он станет лучшим выбором, а когда желательно отдать предпочтение другим аналогам.

Использование композитных материалов для армирования мостовых настильных плит

Одним из основных факторов, подтверждающих высокие параметры прочности и надежности композитной арматуры, является ее широкое применение в строительных сферах, противостоящим постоянным серьезным нагрузкам (мосты, конструкции береговой линии, дороги).

Это связано с тем, что такой материал обладает прекрасными параметрами стойкости к сейсмологической активности земли. Экспериментально было доказано, что стеклопластиковая арматура не теряет свои основные технические характеристики даже при 10 балльном землетрясении, что делает ее лучшим выбором для армирования бетонных мостовых настильных плит.

Кроме того, нельзя не отметить, что пластик в отличие от металла не подвержен коррозии, что является немаловажным фактором при строительстве мостов, постоянно контактирующих с водой и влажной средой.

Сравнение характеристик арматуры стальной и стеклопластиковой

Не стоит сравнивать и оценивать арматуру стальную и композитную, разделяя по комплексу характеристик на оценки «хорошая» или «плохая». Есть точные определения, когда стеклопластиковая арматура применяться не должна, а когда может быть лучшим решением.

Как правило, обоснованием любого выбора становятся технические характеристики стеклопластиковой арматуры и её конкурента из металла.

Сравнение указанных видов арматуры неизбежно, так как они имеют сходные параметры и сферы применения, а значит, могут взаимно заменяться при соблюдении определённых условий.

Отличия характеристик полимерных и металлических армирующих прутов

Основным конкурентом для пластиковых армирующих стержней является традиционная металлическая арматура, использующаяся в бетонных плитах и перекрытиях. В целом два этих строительных материала очень схожи друг с другом. При этом по некоторым параметрам арматура из стеклопластика демонстрирует заметно более впечатляющие показатели, нежели металлическое армирующее оборудование. В таких условиях стоит провести небольшое сравнение технических характеристик металлической и полимерной арматуры:

Показатели деформации. Пруты из стали является упругопластическим материалом в то время, как композитная арматура — это идеально-упругий стройматериал;
Показатели предельной прочности. Металл демонстрирует следующие параметры 390 МПа, а стеклопластик 1300 Мпа;
Размер коэффициента теплопроводности. Для металлической этот параметр равен 46 Вт/мОС, а для композитной 0,35 Вт/мОС;
Показатели структурной плотности. Для стальной этот параметр равен 7850 кг/м3, а для стеклопластиковой 1900 кг/м3;
Параметры теплопроводности. В отличие от стальных конструкций, стеклопластик абсолютно не проводит тепло;
Стойкость к коррозии. Стеклопластиковая арматура абсолютно не ржавеет. При этом сталь относится к относительно быстро ржавеющему материалу;
Электропроводимость изделия. Композитный армирующий стройматериал по сути является диэлектриком. Одновременно с этим, одним из недостатков металлической арматуры является возможность проводить электрически ток.

Внешние отличия металлических и композитных стержней.

Как правильно укладывать композитную арматуру

Перед заливкой бетонного элемента композитная арматура укладывается и вяжется в виде пространственного жесткого каркаса. Если вы покупали материал в бухте, её необходимо размотать, разрезать на нужные отрезки, и дать ей распрямиться, отлежаться, вернуть свою форму.

Далее, мы определяем необходимую для нашего бетонного изделия форму каркаса (или прибегая к помощи квалифицированных специалистов, или ищем информацию в интернете, и на свой страх и риск сами проектируем каркас). К сожалению, каждое изделие индивидуально, и в каждом конкретном случае правильный путь – это работа инженера-проектировщика, который в составе проекта дома, опираясь на расчетные данные проекта дома, предоставит дополнительно формы и размеры каркасов для армирования, а также диаметр арматуры и другие данные. В местах пересечения прутков их необходимо зафиксировать. Фиксация выполняется либо при помощи специальных кляймеров (это идеальный вариант), либо при помощи пластиковых хомутов, если нет специализированного крепежа. Угловые пересечения прутков могут быть выполнены либо в металле (комбинируем композитный каркас и стальную арматуру), либо могут быть изготовлены на заводе-производителе цельнолитым элементом.

Так, как композитный каркас имеет малую жесткость и меняет свои размеры от малейших наружных воздействий, его необходимо закрепить. Идеальным решением будет применение стальных элементов каркаса, которые увеличат жесткость и позволят композитным пруткам не сдвинуться с места при заливке бетоном.

Физические параметры армирующего материала из стеклопластика

Согласно сегодняшним требованиям композитные пруты должны характеризоваться по трем основным физическим параметрам, а именно:

Масса элементов;
Дистанция навивки;
Внешний, а также внутренний диаметр.

Для каждого отдельного номера профиля соответствуют свои физические показатели. Единственным неизменным параметром является дистанция навивки, равняющийся 15 миллиметрам. Действующее ТУ регламентирует, что отличающиеся по размеру профиля композитные пруты имеют следующие цифровые обозначения: 4, 5, 5.5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и 18. Этим цифровым значениям соответствуют параметры наружного диаметра. Масса армирующих стержней может варьироваться от 0,02 до 0,42 кг/1 п. м.

Факторы, влияющие на расчет арматуры для фундамента

Готовая арматура для фундамента На схеме представлен вариант устройства ленточного фундамента

На расчет количества арматуры оказывают влияние следующие факторы:

Диаметр арматуры для ленточного фундамента составляет 10-14 мм;

Совет. Если вы не собираетесь строить тяжелое здание, тогда можно руководствоваться правилом – минимально допустимое сечение прута (толщина) арматуры для фундамента можно определить путем математического подсчета.

Формула расчета арматуры:

Где, D min – минимально допустимое сечение арматуры;

Sd – площадь сечения ленты фундамента.

Поясность (количество поясов из арматуры). Ленточный фундамент армируется в два пояса.
Габариты фундамента – его длина и ширина.
Размер ячейки. Рекомендуется делать не более 500 мм.
Количество соединений.
Требуемая прочность сцепления. Чем меньше расстояние между арматурными выступами (насечками), тем прочнее будет контакт с бетоном. Гладкие пруты класса А1, подойдут для хозяйственных построек, малой этажности и веса.

Процедура расчета строительных конструкций с композитными армирующими материалами

Процесс расчета конструкций, в которых применяется композитная арматура можно продемонстрировать на примере расчета работы балки, где используется стальная арматура Д12 мм.

Такие армирующие прутья А500С, имеющие диаметр в 12 миллиметров, обладают такими характеристиками, как:

Значение модуля упругости на уровне 200 Гпа;
Показатели нормативного сопротивления 500 МПа, что немного меньше параметров текучести стали, применяемой при изготовлении этих прутов.

Исходя из этих данных ориентировочная максимальная нагрузка на прут составляет 4.5 тонны. При такой нагрузке параметры растяжения арматуры достигнут 2,5 мм/м

В документации, идущей вместе со стеклопластиковой арматурой, всегда есть табличка ее соответствия стальным армирующим стержням.

Так, арматура из стеклопластика, для соответствия параметрам стальной А500С диаметром 12 мм, должна иметь диаметр 10 мм.

Иначе говоря, процесс расчета строений с пластиковых прутьев полностью аналогичен расчетам со стальными, единственным отличием является применение таблицы соответствия.

Стеклопластиковая арматура классифицируется по типам используемых в производстве материалов. Это неметаллическое сырье минерального или искусственного происхождения. Промышленность предлагает следующие виды:

Стеклокомпозит (АСП) – представляет собой термически обработанную смесь продольно расположенного стекловолокна и полимерных смол.
Базальтовая арматура или базальтокомпозит (АБП) – делается из базальтовых волокон, соединенных между собой органическими смолами.
Арматура углепластиковая или углекомпозитная (АУК) – обладает повышенной прочностью и изготавливается из углеводородных соединений. Она дороже композитной.
Арамидокомпозит (ААК) – в основе полиамидные волокна наподобие капроновых нитей.
Комбинированный композит (АКК) – в основе находится стержень из стекловолокна, на который плотно наматывается базальтопластик. Этот тип – не базальтопластиковая арматура, с чем ее путают, поскольку она имеет стекловолокнистый стержень.

ПоказательАСПАБПАУКААКПредел прочности при растяжении, МПа800-1000800-12001400-20001400Модуль упругости при растяжении, ГПа45-5050-60130-15070Предел прочности при сжатии, МПа300300300300Предел прочности при поперечном срезе, МПа150150350190

Производители предлагают большой выбор стеклопластиковой арматуры по толщине. Это дает возможность сделать как тонкую сетку в 4 мм, так и прочный армирующий каркас диаметром в 32 мм для несущих конструкции. Она поставляется в виде нарезных хлыстов или бухтами длиной до 100 м.

Этот материал выпускается двух видов профиля:

Условно-гладкого. Сделана из основного стержня с напылением слоя кварцевого песка мелкой фракции, улучшающего адгезию с бетонной смесью;
Периодического. Изготовлена из стержня, на который плотно наматывается стекловолоконный жгут, в результате чего на пруте появляются анкерные ребра, надежно удерживающие ее в толще бетона.

Методика соединения

Одним из дополнительных преимуществ композитных стройматериалов является отсутствие необходимости проведения сварочных работ. Все прутья формируются в единый каркас с помощью технологии связывания.

Зачастую в строительной практике применяется специальная вязальная проволока, реже пластиковые стяжки.

Существуют следующие способы использования вязальной проволоки:

Использование специального автоматического пистолета;
Применение строительного крючка для вязания;
Применение механизированного строительного вязального крючка.

Два последних варианта чаще всего используются в строительстве. Это связано с их доступностью, ведь далеко не каждый может себе позволить приобрести специальный автоматический пистолет для связки.

Соединение с помощью пластиковых стяжек.

Что лучше использовать для фундамента и в каких случаях

Однозначно ответить на вопрос — что лучше, пластиковая или металлическая арматура для фундамента, нельзя, но следует помнить — в промышленном и гражданском строительстве для возведения фундамента традиционно продолжают использовать металлический прут.

Технические характеристики стеклопластика не позволяют применять его при возведении крупных строительных объектов. При проектировании многоэтажных домов, электростанций, зданий промышленного назначения, используют только стальную арматуру.

Допускается применение арматуры из стекловолокна для сборки каркасов фундамента при возведении следующих объектов:

В малоэтажном строительстве для заливки ленточных фундаментов.
Для заливки опор под столбы, основания для заборов.
Причалы, береговые сооружения, доки.
Основания для канализационных систем.
Опорные элементы мостов.

В остальных случаях альтернативы традиционной вязке каркаса из металла нет.

Диаметр пластиковой арматуры

Из-за определенных конструктивных особенностей, стеклопластиковая арматура имеет несколько параметров, которые характеризуют ее диаметр:

Размер внешнего диаметра композитного стержня определяется согласно расположению выступающих по профилю ребер;
Внутренний диаметр относится конкретно к самому стержню;
Номинальный диаметр относится к цифровому обозначению конкретного профиля.

Все эти параметры не совпадают между собой. Номинальный диаметр меньше внешнего, измеряемого по выступающим ребрам. Следует с особой ответственностью обращать внимание на эти параметры. Это поможет избежать покупки меньших чем необходимо армирующих прутьев.

Существуют некоторые нюансы определения этих размеров стеклопластиковой арматуры. Внешний диаметр изделия определяется также, как и для стальной. Что же касается внутреннего диаметра, то его определить сложнее из-за не идеально круглого сечения стержня.

Особенности структуры стеклопластика

Полимерная композитная арматура имеет пару основных частей:

⦁ внутренний прутик производится из стеклопластиковых волокон, располагающихся параллельно относительно друг друга. Волокна связаны между собой специальным составом полимерной смолы. Встречаются варианты, когда производители предлагают арматуру, у которой внутристержневое волокно закручено в форме косички. Важно обратить внимание, что именно этот, внутренний стержневой прут стеклопластиковой арматуры, определяет её исходные характеристики и отвечает за прочность.
⦁ внешний слой арматурного прута выполняется по типу двунаправленной накрутки из волокон композитного материала. Часто встречаются изделия, у которых производят исполнение верхнего слоя с применением напыления мелкофракционного абразивного порошка.

Техническое производство арматурных стеклопластиковых прутков определяется возможностью, оснащенностью и фантазией изготовителей. А так же технологий изготовления данного материала, от которой и будет зависеть итоговое качество продукта.

Для чего нужно армировать фундамент

Понять необходимость армирования фундамента можно, только тщательно изучив свойства бетона как строительного материала. Его нельзя назвать эластичным, скорее, он довольно хрупкий и подвергается деформациям даже при незначительных механических воздействиях. При этом, как правило, давление в каждой части основания из бетона бывает неравномерным. Всё это приводит к тому, что образуются места так называемого растяжения и сжатия. В областях с чрезмерным растяжением бетон начинает трескаться. Именно армирование может предупредить этот процесс.

Армирование позволяет увеличить прочность фундамента

Армирование представляет собой изготовление каркаса из арматуры. Он служит средством, которое принимает на себя всё оказываемое снаружи давление. Благодаря этому бетон приобретает способность выдерживать любое внешнее воздействие.

Выводы и рекомендации

Принимая во внимание ценовой фактор (равнопрочный со сталью композит обойдется дороже) мы не можем рекомендовать композитную арматуру для повсеместного применения в частном строительстве.

Для армирования ригелей, плит перекрытия, несущих балок, колонн и диафрагм жесткости специалисты настойчиво советуют не ставить ее. Как конструктивную такую арматуру использовать можно. Для армирования плитных фундаментов она может использоваться.

Плитный фундамент с каркасом из стеклопластиковой арматуры

Для усиления свайных ростверков и ленточных фундаментов лучше купить стальные прутья.

Особенности применения в разных видах фундаментов

Чтобы выбрать, какую арматуру лучше использовать для фундамента, нужно принять во внимание все вышеизложенные факторы. Наиболее распространенные типы фундамента, на которых можно использовать композитный материал, – это ленточный мелкозаглубленный, ростверк и монолитная плита

Для них берут арматуру толщиной 8-12 мм и со специальными насечками для надежного сцепления с раствором. Гладкие прутки типа А1 можно использовать для легких хозяйственных построек и в качестве маяков при заливке фундамента.

Особенности армирования фундамента дома:

количество прутков рассчитывается из способа укладки и поясности армирующих слоев;
для ленточного фундамента необходимо 2 таких слоя, для плитного — достаточно одного и песчаной подушки под основанием;
шаг ячейки для стеклопластика не должен превышать 500 мм;
углы фундамента проходят специальными уголковыми элементами, потому что соединение встык в углах не допускается;
вязку арматуры в местах соединения осуществляют проволокой, скобами и специальным пистолетом или пластиковыми хомутами;
для равномерного распределения каркаса в толще бетона потребуются фиксаторы арматуры, расстояние до поверхности оставляют 1-2 сантиметра;
Столбчатый фундамент размещают ниже глубины промерзания (обычно от 0,7 до 1,5 метров в зависимости от региона), что исключает его подвижки и разрывы.

Важно! Заливая раствор в опалубку, проверяют, чтобы все части каркаса были скрыты бетоном. В месте выхода арматуры на поверхность будут образовываться трещины и происходить дальнейшее разрушение фундамента

Ведущие производители

Производством композитной стеклопластиковой арматуры занимаются во многих регионах нашей страны. Особенно это относится к районам с развитой промышленной инфраструктурой, как то:

г. Москва и Московская область — «Московский Завод Композитных Материалов», ООО «НПЦ «СПЕЦПОЛИМЕР», ООО НПК «АРМАСТЕК» и прочие;
г. Санкт-Петербург и Ленинградская область — «Лидер-Композит» и прочие;
г. Ярославль — «Ярославский Завод Композитов»;
г. Екатеринбург и Свердловская область — «Уралтеплострой», ООО «УЗКТ», ООО «Элпромтех», ООО НПФ «УралСпецАрматура»;
г. Саратов — ООО «Поволжская арматура» (Polarm).

К сведению! Во многих городах производством СПА занимаются малые предприятия, работающие на местном уровне, поэтому при необходимости найти подобное производство в своем регионе необходимо изучить рынок строительных материалов.

Широкий ассортимент СПА позволяет выбирать не только по техническим характеристикам, но и по форме реализации

На что обратить внимание при выборе

Особенности устройства фундамента на пучинистых грунтах

Из-за большого количества типоразмеров, необходимо учитывать условия использования и нагрузку на материал

Именно поэтому, сразу при покупке обратите внимание на следующие моменты:

вариант оформления верхнего слоя и качество намотки армирующей ленты;
диаметр и отсутствие сколов и повреждений на срезах;
цвет. Он должен быть однородным. Оттенок должен совпадать с описанием в документации;
наличие документов соответствия ГОСТу.

При выборе СПА лучше всего изначально узнать репутацию компании-производителя данного материала, для чего нужно ознакомиться с отзывами в Сети и в прочих источниках информации.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎