Что такое пластиковая арматура?

1 Сортамент и ГОСТы

Неметаллическая композитная арматура разрабатывалась еще в СССР в 60-х годах, однако серийное производство материала так и не было налажено ввиду тогдашней дороговизны стеклопластика. Тем не менее, при строительстве нескольких крупных объектов композитная арматура использовалась, среди которых — линии электропередач в Батуми, Москве и мосты в Хабаровске.

На сегодняшний день не существует стандарта ГОСТ с техническими требованиями к данному материалу (проект находится в разработке). Основным нормативным актом является СНиП №52-01-2003 «Композитная арматура», согласно которому стекловолоконные изделия можно использовать в строительстве в качестве замены металлопрокату. Каждый из производителей имеет ТУ на свою продукцию, вместе с которой поставляются протоколы испытаний и сертификаты допуска.

Диаметры композитной арматуры

Композитная арматура производится в диапазоне диаметров 4-20 мм. Профиль стержней может быть рифленым либо гладким. В зависимости от материала изготовления выделяют следующие виды неметаллических изделий:

• АСП — стеклопластиковая арматура, производится из стекловолокна, связанного слоем синтетической смолы;
• АБП — базальтопластиковые изделия, в который стекловолоконная сердцевина заменена расплавом из базальтовых волокон;
• АСПЭТ — изделия из стекловолокна и полимерного термопласта;
• АУП — углепластиковая арматура.

Наиболее распространены в строительстве АСП и АБП, углепластиковая арматура используется реже из-за меньшей механической прочности материала.

1.1 Сферы применения

Применение с.п. арматуры в строительстве практикуется при возведении жилых, общественных и промышленных сооружений, а также малоэтажных зданий, где АСП используется для:

• армирования железобетонных конструкций (стен и плит перекрытия);
• ремонта поверхностей объектов из кирпича и железобетона;
• послойной кладки стен по технологии гибких связей;
• армирования фундаментов всех типов (плитных, ленточных, столбчатых);
• армирования полов и стяжек;
• укрепления стен и газобетонных блоков и монтаж монолитных армопоясов.

Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой

Распространено применение с.п. арматуры и в сфере дорожного и железнодорожного строительства, в которых АСП применяется:

• при обустройстве насыпей и дорожных покрытий;
• при укреплении откосов дорог;
• при строительстве мостов;
• при укреплении береговых линий.

Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций отличается полной устойчивостью к коррозии и химически агрессивным веществам, что значительно расширяет сферу ее применения.

1.2 Преимущества АСП

Композитная арматура имеет следующие эксплуатационные преимущества:

1. Материал классифицируется по первой группе химической стойкости, его можно использовать в кислотах и щелочных средах.
2. Стеклопластиковая (далее — с.п.) арматура (АСП) имеет в 3 раза большую прочность на разрыв, чем стальная. Это позволяет использовать при строительстве изделия меньшего диаметра.
3. Вес АСП в 4 раза меньше, чем у металлопроката — с.п. арматура имеет плотность 1.9 кг/м3, металлическая — 7.9 кг/м3.
4. Композитная арматура для фундамента стоит на 50-60% дешевле, чем металлопрокат с аналогичными эксплуатационными характеристиками.

5. АСП отличается удобством транспортировки без необходимости привлечения грузовых автомобилей — прутки диаметром до 10мм поставляются в бухтах произвольной длины, стометровая бухта стержней 8 мм весит около 7.5 кг.

6. АСП обладает низкой теплопроводностью, она не образует мостиков холода в кладке из газобетонных блоков либо внутри железобетонной конструкции.
7. С.п. арматура для фундамента является диэлектриком, они не проводит электричество и не подвергается коррозии под воздействием блуждающих токов.
8. Срок эксплуатации АСП превышает 80 лет.

Недостатки с.п. арматуры —  низкий модуль упругости (в 4 раза меньше, чем у стальной), что ограничивает возможность ее применения при вертикальном армировании, склонность к потере прочности при нагреве выше 600 градусов. Учитывайте, что композитная арматура не подлежит гибке в условиях строительной площадки — при необходимости использования гнутых элементов необходимо заказывать их отдельно у производителя.

Сферы применения

Арматура, которая изготавливается из различных композитов, нашла применение как в частном, так и в капитальном строительстве. Правила ее укладки можно изучить самостоятельно по инструкции производителя

Поскольку в особенностях использования композитных изделий в капитальном строительстве смысла нет, стоит заострить внимание на возведении бетонных оснований для частных домов

Основные сферы использования изделий из стеклопластика:

• Композитная арматура успешно применяется для фундаментов ленточного типа. Их глубина может превышать 2 м. Также используют стеклопластиковую арматуру и для укрепления плитных оснований. Укреплять бетонные основания целесообразно только в тех случаях, если строение строится на хорошей почве. В этом случае фундамент не будет подвергаться большим нагрузкам.
• Также такими изделиями укрепляется и кирпичная кладка, стены из шлакоблока. Особой популярностью пользуется композитная арматура у частных застройщиков. Также углепластиковой арматурой производится связка несущих стен перегородками.
• Такой материал лучше использовать для связки деталей многослойных панелей. В их состав входят бетонные элементы и утеплитель. Связываются такие элементы как раз при помощи изделий из стеклопластика.
• Материал успешно применяется в укреплении конструкций гидротехнического назначения.
• Если нужно повысить жесткость клееных балок, стоит укрепить их стеклопластиком.
• Нередко применяется материал при устройстве дорожного полотна. Если асфальт будет подвергаться повышенным нагрузкам, его укрепляют стеклопластиковой арматурой.

Если обобщать вышеописанное, стоит заметить, что стеклопластиковую арматуру можно эффективно использовать в большинстве случаев. Однако при этом стоит учитывать недостатки материала и связанные с ними ограничения эксплуатации. Часто они оговариваются производителем.

Важно! Вязка композитной арматуры осуществляется с использованием пластиковых хомутов

Нюансы вязки пластиковой арматуры

При подготовке каркаса для разных видов фундамента, также применяют различные техники вязки композитной арматуры. Методы вязки учитывают особенности монолитных конструкций. Рассмотрим самые популярные варианты вязания стеклопластиковых прутов.

Для ленточного фундамента

Вязка стеклопластиковой арматуры для ленточного фундамента осложняется наличием боковых примыканий, множеством пересечений и необходимостью готовить углы.

В точках соприкосновения фундаментных линий каркасы связывают, используя П-образные фрагменты. Таким образом соединяют перпендикулярную сетку с наружным армированием.

Для формирования углов стеклопластиковые пруты сгибают под прямым углом, но сделать это в условиях стройплощадки непросто, поэтому чаще просто заказывают готовые Г-образные изделия, которые и привязывают проволокой к основному каркасу. В этом случае перехлест должен составлять не менее 300 мм, а число вязок — не менее двух.

Если приходится выгибать пруты на месте, делать это следует очень осторожно. Применение огня или любого другого термического способа придания арматуре большей пластичности неприемлемо

В этом случае арматура потеряет свои первоначальные характеристики и не сможет справляться с расчетной нагрузкой.

Готовые арматурные сетки в каркасе ленточного фундамента соединяют прямыми отрезками. Пересечения состыковывают внутри опалубки в точке установки.

При вязке каркаса для ленточного фундамента следует придерживаться следующих правил:

• вязать каркас можно как внутри опалубки, так и на свободной площадке, но второй вариант предпочтительнее;
• расстояние от границ опалубки должно составлять не менее 2,5 см.

Для плитного фундамента

Для подготовки плитного монолитного основания под дом готовят арматурный каркас из горизонтальных сеток. В зависимости от проектной нагрузки, каркас может состоять из одного или двух горизонтальных рядов, связанных между собой.

При подготовке каркаса для плиты, пруты не делят на поперечные и продольные фрагменты.

Чтобы нижнюю сетку установить над уровнем пола на нужной высоте, используют специальные пластиковые подставки с направляющими выемками под пруты. Их расставляют на расстоянии 1000-1500 мм друг от друга, что позволяет придать всему каркасу строго горизонтальное положение.

Особенностью заливки плитного фундамента, как и плиты перекрытия, заключается в необходимости проведения работ на месте. Обычно это довольно большие бетонные конструкции, не предназначенные для перевозки и перемещения

Поэтому перед тем как связывать арматурный каркас для плитного фундамента, нужно подготовиться и выполнять работы осторожно, не наступая на собранные сетки

Существует способ связывания арматурного каркаса плиточного фундамента с элементами ленточной конструкции. Для этого заготавливают пруты размером превышающим габариты плиты, чтобы была возможность связать их с каркасом ленточного фундамента. Между собой арматурные сетки связываются металлической проволокой с помощью вязального крючка.

Преимущества и недостатки неметаллической арматуры

Пожалуй, самым значимым достоинством стеклопластиковой арматуры является ее инертность по отношению к различным агрессивным средам. Так, фундаменту, который усилен при помощи такой арматуры, не страшна соленая морская вода, а также растворы, содержащие в себе щелочные и кислотные составляющие. Не менее важными преимуществами композитных армирующих элементов являются:

• неподверженность процессам гниения, образованию и развитию коррозии;
• небольшой вес (так, один метр стеклопластиковой арматуры, имеющей диаметр 6 мм, весит всего 0,05 кг, в то время как масса метра такого же прутка, изготовленного из металла, составляет 0,395 кг);
• прозрачность для магнитных волн и радиоволн благодаря диэлектрическому материалу;
• отсутствие больших сложностей при перевозке и использовании;
• близость коэффициента теплового расширения к соответствующему показателю для бетона;
• универсальность и простота использования, позволяющие применять такую арматуру во многих сферах.

Сравнение параметров композитной и стальной арматуры

Если говорить о применении стеклопластиковой арматуры, то она, как и изделия подобного назначения из металла, используется для укрепления фундаментов, бетонных колонн, столбов, опорных конструкций другого назначения. Кроме того, такую арматуру применяют в дорожном строительстве, для укрепления промышленных полов, стен септиков, тротуаров, настилов, ограждающих конструкций и др.

Стеклопластиковой арматурой часто заменяют металлические прутки при производстве плит перекрытия и фасонных изделий из бетона. Опыт использования арматуры из композитных материалов свидетельствует о том, что она хорошо демонстрирует себя в качестве элемента укрепления фундаментов деревянных и каркасных домов.

Таблица равнопрочной замены металлической арматуры на стеклопластиковую

Если говорить о недостатках стеклопластиковой арматуры, то к ним следует отнести следующие.

• Арматура, изготовленная из стеклопластика, плохо переносит высокие температуры.
• По сравнению с металлическими изделиями, стеклопластиковая арматура значительно хуже переносит растягивающие и сжимающие нагрузки. Так, модуль упругости металлических арматурных прутков в 3,5 раза выше, чем у изделий из стеклопластика. Фундамент для крупного строительного объекта, для укрепления которого используется такая арматура, необходимо заливать очень медленно, постоянно корректируя свои действия. Если не придерживаться такой рекомендации специалистов, обладающих большим опытом использования данного материала, то бетонный каркас может «поплыть».
• При значительных нагрузках каркас из стеклопластиковой арматуры может начать выгибаться, что приводит к сколам, трещинам и другим дефектам бетонных конструкций.

Арматура стеклопластиковая и металлическая сравнение

При строительстве фундамента, производится его обязательное армирование. Раньше, когда арматура выпускалась только из металла вопрос о ее выборе не стоял так остро. Достаточно было только рассчитать количество материала и выбрать подходящее сечение.

Сегодня, кроме металлической арматуры существует еще и стеклопластиковая. Поэтому у частных застройщиков появляется вопрос: Какая арматура лучше — металлическая или стеклопластиковая?

В этой статье попробуем в этом разобраться и проведем сравнение стеклопластиковой и металлической арматуры.

Стеклопластиковая арматура

По отношению к этому материалу есть стереотипы: пластик — значит хрупкий, горит и т.д. Однако если знать где она применяется, то мнение кардинально меняется. Сфера применения арматуры из стеклопластика:

1. Возведение ЛЭП;
2. Строительство и ремонт дорожного полотна;
3. Возведение ограждающих опор и мостов;
4. Строительство объектов химической промышленности;
5. Объекты требующие отсутствия электромагнитного излучения;
6. Несъемная опалубка и армирующие пояса зданий, в районах с высокой сейсмической активностью.

: Композитная арматура — сравнение со стальной

Достоинства стеклопластиковой арматуры

Одним из преимуществ читается — небольшой вес. Ее вес в пять раз меньше по сравнению с классической арматурой из металла. Отсюда вытекает еще несколько плюсов, а именно: с ней становится легче не только работать, но и доставлять на площадку.

Эта арматура выпускается в бухтах, поэтому для транспортировки не потребуется нанимать длинномер. Не проводит электроток и не создает электромагнитных помех. Благодаря таким качествам стала широко применяться при обустройстве и реконструкции коммуникаций аэропортов и больниц.

Можно использовать в агрессивной среде: морская вода, щелочь, кислота. Устойчива к морозам, не теряет свойства даже при температуре минус 40º С.

Остальные достоинства:

• доступна любая длина стержня;
• высокая прочность на разрыв;
• не подвержена коррозии.

Несмотря на все свои плюсы, этот материал имеет и минусы. Из недостатков можно выделить:

Прут из стеклопластика изогнуть не получится. Если при строительстве есть необходимость в фигурном армировании лучше выбирать стальную арматуру;

Низкий показатель термостойкости. Стеклопластик выдерживает температуру до плюс 100º С, при температуре выше он начинает плавиться. Поэтому после пожара конструкция здания будет ненадежной.

Металлическая арматура

Классическая арматура из металла проверенна временем и в некоторых случаях просто незаменима. Сфера применения широка, вот только несколько пунктов где без нее не обойтись:

Конструкции из железобетона — не смотря на достоинства пластиковой арматуры, при армировании бетона используется металлическая, а стеклопластик играет вспомогательную роль;

Используется при строительстве конструкций гражданского и промышленного назначения, изготовление тяжелого бетона и монолитного фундамента также не обходится без нее;

Конструкции с повышенным поперечным сжатием.

Преимущества металлической арматуры

• Высокая прочность;
• Упругая, выдерживает высокие нагрузки на изгиб;
• Прут можно согнуть как угодно;
• Устойчива к внешнему воздействию.

Недостатки

• Основной недостаток — подверженность коррозии;
• Еще один значительный минус — большой вес;
• Длина прута фиксирована и не превышает 11,7 м.

Таблица сравнения стеклопластиковой арматуры с металлической

Подведем итоги

Нельзя дать однозначный ответ о том какая арматура лучше, металлическая или стеклопластиковая. Выбор будет зависеть от конструктивных особенностей здания и условий в которых оно будет эксплуатироваться. Специалисты рекомендуют использовать стеклопластик для армирования стен. Так же она подходит для создания армопояса.

В этом случае снижается нагрузка на фундамент. При монтаже фундамента выбор зависит от массы сооружения. Для тяжелых зданий от 2х этажей и выше лучше использовать металлическую арматуру, а для легкого строения подойдет и стеклопластиковая.

Не самый последний фактор который влияет на выбор — стоимость. Может показаться, что стеклопластиковый вариант стоит дороже, но это только на первый взгляд.

При равной прочности, стеклопластик имеет сечение меньше чем сталь. Таким образом получается, что стоимость равных по своим параметрам элементов будет примерно одинакова.

Посмотрите видео: арматура стеклопластиковая и металлическая сравнение

Достоинства и недостатки

Преимущества использования композитных полимерных изделий являются следующими:

• легкая транспортировка благодаря возможности сматывания материала в бухты;
• небольшие затраты при строительстве своими руками, поскольку материалы можно забрать из цеха на своем автотранспорте;
• малогабаритность позволяет обойтись без огромного количества рабочих и грузовой техники;
• устойчивость к коррозионному воздействию. Стеклопластику не страшны ни влага, ни агрессивные среды;
• отсутствие теплопроводных свойств, поскольку бетонные сооружения необходимо покрыть слоем утеплителя для высокой теплоизоляции – во избежание потерь тепла. По этой причине плохая проводимость тепла композита практически не влияет на качество конструкции;

• диэлектрические свойства обеспечивают электробезопасность;
• небольшой вес позволяет уменьшить затраты на транспортировку и погрузочно-загрузочные процессы, а также упрощает укрепление фундамента;
• высокий срок эксплуатации обеспечивает долговечность конструкции до 3 раз, что равно 50–80 годам. В этом случае нет необходимости проводить дорогостоящие ремонтные работы;
• устойчивость к перепадам температур. Стеклоарматура выдерживает диапазон температур от -70 до +200 градусов, поэтому на поверхности изделия со временем не появятся трещины;
• экологичность. Стеклопластиковая арматура полностью безопасна в плане токсичности. Она соответствует всем евростандартам, а также не наносит вреда окружающей природе;
• радиопрозрачность – нет экрана и помех для радиоволн, мобильной связи и интернета.

Использование композитного материала имеет следующие недостатки:

• не поддается сгибанию, поэтому нужно изготовить схемы для производителя;
• невозможно использовать сварку. Для армирования композитом применяется вязка;
• неустойчивость к температурным перепадам. При температуре +600 градусов сталь утрачивает свои полезные свойства, а композитные материалы теряют несущую способность еще раньше.

При сравнении стальной и стеклопластиковой арматуры, последняя будет иметь больше преимуществ, а именно:

• устойчивость к коррозионному воздействию, потому что они не боятся ни кислот, ни щелочей;
• невысокая теплопроводность, так как стеклоарматура производится из полимерных изделий. В результате чего при возведении фундаментов не возникает необходимости в мостиках холода;
• по сравнению со стальной арматурой стеклопластик не проводит электроток и не образует радиопомехи;
• железные изделия весят до 10 раз больше, чем стеклопластиковые;
• ценовая политика у двух видов арматуры практически не отличается, но значительно удобнее в эксплуатации – стеклопластиковая. В среднем стеклопластиковые изделия бывают дороже металлических на 30%, но производители заверяют, что диаметр стальной арматуры больше, чем у стеклопластика. К примеру, металлическая арматура диаметр 0,8 см и длиной 1 метр стоит 10 рублей, а стеклопластик – 16 рублей. Но при этом диаметр стеклопластиковой арматуры можно взять не 0,8 см, а 0,6 см, зато цена за 0,6 см будет 10 рублей. А это значит, что при покупке получится практически такая же стоимость, что и при приобретении металлической арматуры;
• монтаж стеклопластиковой арматуры обычно обходится без швов, так как их выпускают в виде прутков до 150 метров. При использовании арматуры из железа наиболее неустойчивыми участками считаются места стыков. А применение стеклопластиковых материалов при возведении фундаментов неустойчивых участков в армирующем основании нет;
• еще одним из наиболее важных преимуществ стеклопластика является то, что покупатель может приобрести объем материала строго по необходимости;
• транспортировка стеклопластиковых изделий намного легче, чем металлических. Прутья и бухты с арматурой стеклопластикового типа поместятся даже в легковую машину;
• параметр теплового расширения у стеклопластика практически одинаков с бетоном, поэтому при армировании фундамента и бетонных сооружений не образуются различные дефекты.

По этой причине большинство покупателей отдают предпочтение обычной арматуре. У многих также вызывает недоумение, как можно укрепить данный материал, если его нельзя подвергать сварке и скрутке. Некоторые строители в целях снижения цены фундаменты применяют пластиковые бутылки. Как итог, такие сооружения не разрушаются многие десятилетия. Большинство инженеров использование арматуры из стеклопластика нашли очень эффективным, так как она позволяет в значительной степени ускорить строительство любого сооружения, что также снижает материальные затраты.

Структура, применение стеклоарматуры

Конструктивное исполнение данного стройматериала зависит от технологии изготовления, используемой производителем. Выпускается в форме прутков, состоящих из двух частей.

• Внутренний стержень. Параллельно расположенные или сплетенные между собой нити стекловолокна. Их крепление обеспечивается за счет пропитки полимерной смолой.
• Внешний слой. Представляет собой навивку из композитного материала.

Технические параметры:

• предел прочности при растяжении от 800 до 1000 МПа;
• модуль упругости при растяжении 45 – 50 ГПа;
• прочность при сжатии 300 МПа;
• прочность при поперечном срезе 150 МПа;
• эксплуатационная температура от -30 до 60° C.

Прочностные характеристики арматуры из стеклопластика зависят от диаметра прутка (от 4,0 до 32 мм). Благодаря широкому диапазону из СПА можно делать тонкую сетку, прочные каркасы для несущих конструкций. Стройматериал реализуется нарезанными хлыстами или в виде бухт длиной до 100 метров.

Преимущества СПА

Повышенная влажность, воздействие агрессивных сред приводят к повреждению стальной арматуры, разрушению железобетонных конструкций, дорожных покрытий, полов производственных цехов. Использование стеклопластиковой арматуры помогает избежать развития негативных последствий и увеличить сроки эксплуатации строительных объектов. СПА соответствуют всем стандартам строительной сферы.

• Она отличается высокой прочностью, долговечностью. Выдерживает испытания на разрыв, растяжение, превосходит по этим показателям традиционные металлические прутья. Срок службы стройматериала 50-80 лет.
• Благодаря высоким антикоррозионным свойствам повышенная влажность и воздействие агрессивных сред не влияют на технические характеристики стройматериала.
• Конструкции, созданные на основе СПА, хорошо сохраняют тепло за счет низкой теплопроводности.
• Шероховатое покрытие арматуры из стекловолокна обеспечивает прочное сцепление с другими стройматериалами.
• Деформация и нарушение целостности не меняют первоначальную форму конструкции.
• Диэлектрические свойства, отсутствие намагничивания учитываются при строительстве объектов.
• Упаковка в бухты уменьшает расход благодаря сокращению количества нахлестов и применения бесшовной укладки.
• Незначительный уровень упругости СПА дает возможность безопасного и быстрого погашения деформирующих вибраций.
• За счет небольшого веса снижается общая масса всей конструкции.
• Изделия отвечают всем требованиям экологической безопасности.

При использовании композитных материалов не требуется применение сварочного оборудования, устройств для резки металлов.

Металлопрокат продается по весу, а СПА реализуется погонными метрами. У людей, не знающих такой тонкости, создается обманчивое мнение, что металлические изделия обходятся дешевле.

Недостатки

Наряду с достоинствами данный вид строительного материала имеет несколько минусов:

• Смолы, связующие стекловолокно, возгораются при температуре 200° C. Нельзя использовать на промышленных объектах, в проектах которых заложен огнеупорный бетонный монолит.
• Композитные прутья имеют низкую прочность на излом. Это не позволяет согнуть их под малый радиус самостоятельно. Застройщик вынужден заказывать гнутые элементы у производителя.
• Модуль упругости СПА в 4 раза меньше чем у металлопроката.

Перечисленные недостатки необходимо предусматривать на этапе проектирования.

Где используется стеклопластиковая арматура

Области применения СПА:

• Армирование фундаментов, стяжек, стен в гражданском и производственном строительстве.
• Укрепление автомагистралей, дорог местного значения.
• Использование в качестве стержней, сеток в сооружениях из бетона.
• Возведение многослойных кирпичных стен, газосиликатных блоков.
• Строительство канализационных, мелиорационных сооружений.
• Проведение утепления зданий. СПА позволяет увеличить сцепление бетонных плит, между которыми прокладывается утеплитель.
• Реконструкция, строительство объектов с повышенной сейсмической устойчивостью.
• Возведение сооружений в портах, укрепление побережья.
• Армирование конструкций из клееной древесины.

Использование композитной арматуры актуально для конструкций, эксплуатация которых будет осуществляться в контакте с агрессивными средами.