Как армировать фундамент стеклопластиковой арматурой
Если вы уже определились с местом строительства здания, подготовили детальный план постройки и выполнили анализ почвы, то на повестке дня устройство фундамента – основы вашего дома. Фундамент – это несущая конструкция, которая равномерно распределяет вес здания по поверхности земли. Эксплуатационный срок будущей постройки напрямую зависит как от типа фундамента (ленточного, монолитного или столбчатого), отмостки, так и от качества дренажа и тепло/гидроизоляции. Но, не стоит забывать, что армирование фундамента тоже очень важно, так как без него фундамент долго не прослужит. Как именно работает армирование арматурой в железобетонных конструкциях? Фундамент постройки часто подвергается неравномерной нагрузке, в связи с варьированием массы частей, которые возведены на нем, а также из-за неоднородной почвы под ним. Так как бетон не отличается особой пластичностью, то и свойства ленточного или монолитного фундамента не отличаются прочностью на изгиб. В результате в зонах растяжения основание может треснуть. Вот почему так важно сделать армирование арматурой, поскольку оно предотвращает образование трещин, придавая жесткости всей конструкции.
Армирование фундамента все время выполнялось при помощи металлических арматурных прутьев. Но, в наше время есть инновационный материал, выполненный из стеклопластика. О нем мы и поговорим. Вы узнаете преимущества стеклопластиковой арматуры, как армировать ленточный фундамент стеклопластиковой арматурой, а также как применять материал для газобетонных блоков.
Немного о стеклопластиковой арматуре для фундамента
Из названия становится понятно, что сделан материал совсем не из металла, а из стеклопластика.Это совокупность волокон из стекла, которые скрепляются между собой благодаря полимерному составу. Внешне он ничем не отличается от обычной арматуры, только цветом. Армирование любого фундамента стеклопластиковой арматурой может быть выполнено из двух видов материала:
Для устройства ленточного или монолитного фундамента лучше подойдет второй вариант, так как ребра будут обеспечивать хорошее сцепление с бетоном. А для армирования газобетонных блоков сойдет и гладкая арматура. Этот материал ничем не уступает своему предшественнику, а даже имеет некоторые преимущества, о которых мы поговорим дальше.
Достоинства стеклопластиковой арматуры
Чем же арматура из стеклопластика так хороша? Хочется отметить ряд положительных свойств, которые не оставят вас равнодушными:
- Стойкость к коррозии. В отличие от металлической арматуры, которая может покрыться ржавчиной и разрушиться, изделия из стеклопластика никогда не будут ржаветь. Им не страшны ни щелочная, ни кислотная среда.
- Низкая проводимость тепла. Так как материал изготовлен из полимера, теплопроводность стеклопластиковой арматуры намного ниже, чем у металлических изделий. Поэтому при работе отсутствуют мостики холода, и исключается проблема промерзания стен и фундамента.
- Имеет диэлектрическую непроницаемость и электромагнитную прозрачность. Что это значит? Все просто – стеклопластик не проводит электричество и не создает помехи радиоволнам.
- Небольшой вес. Это очень важно. При такой же прочности, стеклопластик легче за металл в 8–10 раз. Поэтому его легче транспортировать, за один раз можно привезти больше, да и работать с материалом значительно легче.
- Доступная цена на материал. Хотя они и не стоят дешевле, а могут превышать стоимость обычной арматуры на 30%, все же некий плюс есть. Какой? Все дело в диаметре изделий. Согласно словам производителей, меньший диаметр стеклопластика будет соответствовать большему из металла. Например, средняя цена 1 м металлического прута арматуры Ø8 мм составляет 11 рублей, а цена стеклопластика – 16 рублей. Но, металлический прут Ø8 мм эквивалентен стеклопластиковому, с Ø6 мм, цена которого тех же 11 рублей. Поэтому можно сказать, что цены идентичны, но качество лучше. Ниже приводится таблица, по которой вы можете ориентироваться при покупке.
- Высокая прочность на растяжение. Стальные изделия имеют показатель прочности, который равняется 400 МПа. У стеклопластиковой арматуры этот показатель выше в 2–3 раза. Все зависит от типа материала.
- Отсутствие швов. Теперь резать арматуру нет необходимости. Она продается в бухте, длинной от 100 до 150 м. Стальная арматура обычно резалась, в зависимости от размера машины, для удобства транспортировки. А вот когда происходит армирование бетона, то соединения являются слабым местом. Вот почему единая конструкция лучше.
- При покупке вы не отталкиваетесь от единых стандартов прута арматуры. Вы можете купить столько метров, сколько нужно.
- Для выполнения армирования не потребуются сварочный аппарат и навыки работы с ним.
Действительно, стеклопластиковую арматуру можно назвать инновационным, прогрессирующим материалом, который имеет массу преимуществ за те же средства. Тем более что производить работы по армированию не составит труда. А какова технология укладки арматуры? Давайте узнаем.
Армирование стеклопластиковой арматурой
Чем же отличается процесс от обычного? Какие инструменты понадобятся для работы? Давайте рассмотрим процесс на примере ленточного фундамента.
Прежде всего, вам нужно иметь в арсенале такие инструменты:
- рулетка или метр, чтобы делать измерения;
- пластиковые хомуты;
- болгарка, чтобы подгонять и резать прутья нужного размера;
- очки и перчатки, для индивидуальной защиты;
- строительный уровень.
Вот и все, что вам потребуется. Перечень небольшой, инструменты обычные, легкодоступные. Весь процесс можно разделить на несколько этапов.
- Подготовить траншею, соблюдая контур ленточного фундамента.
- Создать подушку из песка и щебени на дне котлована, все хорошенько утрамбовать. Слой песка должен быть равен 10–15 см, то же и со слоем щебени. Все должно быть ровно, поэтому используется уровень.
- Соорудить опалубку. Собираются щиты из досок при помощи саморезов или гвоздей. С наружной стороны они загибаются, а шляпки находятся внутри.
Обратите внимание! Если соединить все саморезами, то щиты будут лучше зафиксированы и щелей в опалубке не образуется.
Вот так легко, вы можете армировать фундамент, используя стеклопластиковую арматуру. Процесс несложный и практически ничем не отличается от обычного армирования. А что касается газобетонных блоков?
Армирование блоков
Что касается газобетонных блоков, то по технологии их обязательно нужно армировать, чтобы придать жесткости конструкции. Процесс тоже ничем не отличается от классического, с использованием стальных прутьев. Для армирования блоков, по всему периметру делают две параллельные штробы, на расстоянии 6 см (если используется клей) и 4 см (если используется цементный раствор). В них устанавливается арматура и замазывается смесью.
При этом армировать нужно первый этаж дома с 2 или 3 этажами, стены большой длины, первый ряд блоков, каждый 3 ряд кладки, под окнами и дверными перемычками, элементы с большой нагрузкой. Как выглядит армирование блоков из газобетона стеклопластиковой арматурой, показано на следующем видео.
- Строим дом из пеноблоков своими руками
- Плавающий фундамент
- Опалубка для фундамента своими руками
- Фундамент под печь в баню
Обсудить статью на форуме
Фундамент для крыльца своими руками
Утепленный фундамент для бани
Как правильно залить фундамент под баню
Фундамент для бани из пеноблоков
Какой фундамент для бани лучше
Фундамент на винтовых сваях для бани
Фундамент из стеклопластиковой арматуры: правила армирования
Стеклопластиковая арматура, которая используется для укрепления фундамента, относится к категории новых строительных материалов, превосходящих прежние по многим характеристикам. Большинство потребителей еще не знают, можно ли применять ее для армирования стен из газобетона, или для укрепления фундамента. Данная статья даст ответы на эти, а также многие другие вопросы.
Применение стеклопластиковой арматуры в плитном фундаменте
Что собой представляет стеклопластиковая арматура
Арматура, для производства которой используют стеклопластиковые материалы, была разработана достаточно давно, еще в 1960-х годах. Однако из-за высокой стоимости применяли ее только в условиях сурового климата, где обычные арматурные конструкции из стали, подверженные коррозии, не могли прослужить долго. Арматурой, которая изготавливалась из стеклопластиковых материалов, укрепляли преимущественно опоры мостов и другие, не менее ответственные конструкции, эксплуатируемые в достаточно суровых климатических условиях.
Со временем развитие химпрома поспособствовало значительному снижению стоимости стеклопластиковой арматуры. Это сделало ее доступным материалом, хорошо проявляющим себя в строительных конструкциях различного назначения. Активное использование арматуры данного типа привело к тому, что в 2012 году специалисты разработали и утвердили ГОСТ 31938-2012, положениями которого оговариваются не только требования к производству данного материала, но и методы его испытания.
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к полимерной арматуре можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
ГОСТ 31938-2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия
Скачать
Поверхность стеклопластиковой арматуры может быть рифленой, гладкой или с посыпкой
В соответствии с государственным стандартом, арматура стеклопластикового типа производится в диапазоне диаметров 4–32 мм. Однако наиболее распространенными для изделий данного типа являются диаметры 6,8 и 10 мм. Заказчику такая стеклопластиковая арматурная продукция поставляется в бухтах.
В указанном стандарте, кроме требований к диаметру и другим геометрическим параметрам стеклопластиковой арматуры, указано, каким должно быть состояние ее наружной поверхности. Так, на поверхности арматуры не должно быть сколов, расслаиваний, а также вмятин и прочих дефектов.
Основные характеристики и главный недостаток
По виду используемого непрерывного армирующего наполнителя композитные изделия подразделяются на следующие категории:
- АСК – стеклокомпозитные;
- АУК – углекомпозитные;
- АКК – комбинированные;
- другие.
При необходимости использовать стеклопластиковую арматуру для укрепления фундамента дома следует принимать во внимание следующие ее характеристики.
Нижняя планка данного параметра для арматурных изделий стеклокомпозитного типа начинается с отметки в 60 градусов Цельсия.
Предел прочности при растяжении
Этот параметр характеризуется отношением прикладываемой силы к площади сечения изделия. Для АСК он должен составлять 800 МПа и более, для АУК – не менее 1400 МПа.
Модуль упругости при растяжении
По данному показателю арматура категории АУК превосходит АСК более чем в 2,5 раза.
Предел прочности при сжатии
Данный показатель для стеклопластиковой арматуры всех категорий должен превышать 300 МПа.
Предел прочности при поперечном срезе
Для АСК этот параметр должен составлять более 150 МПа, для АУК – 350 МПа и более.
Преимущества стеклопластиковой арматуры
Арматура из полимерных материалов имеет значительный недостаток: у нее очень низкая прочность на излом. Из-за данного недостатка область использования данной арматуры ограничена. Производители подобной продукции обязательно указывают сферу ее применения, и, если потребитель выходит за указанные рамки, он делает это на свой страх и риск.
Применение арматуры данного типа обоснованно лишь в тех случаях, когда к теплопроводности, коррозионной устойчивости и диэлектрическим характеристикам армирующих конструкций предъявляются повышенные требования.
Сравнение с арматурой из металла
Арматура стеклопластикового типа, если сравнивать ее с металлической, обладает следующими преимуществами.
- Арматурные изделия данного типа отличаются высокой коррозионной устойчивостью: им не страшна как кислотная, так и щелочная среда.
- Стеклопластиковую арматуру изготавливают из полимерных материалов, поэтому от металлических изделий ее отличает очень низкая теплопроводность. Благодаря этому при ее использовании для армирования фундаментов и других строительных конструкций не возникает мостиков холода, что особенно важно для наших климатических условий.
- Данная арматура, изготовленная из диэлектрика, не проводит электрический ток, а также не формирует радиопомех.
- Удельный вес стеклопластиковой арматуры в 8–10 раз меньше, если сравнивать ее с аналогами из металла.
- Стоимость металлических и стеклопластиковых изделий для армирования строительных конструкций практически одинаковая, но использовать арматуру из стеклопластика значительно удобнее.
- По такому показателю, как прочность на растяжение, который у аналогичных стальных изделий составляет 400 МПа, арматура из стеклопластика превосходит металлические прутки в два-три раза.
- Стеклопластиковую арматуру выпускают прутками длиной 100–150 метров, что дает возможность монтировать армирующие конструкции практически без швов. Специалисты знают, что именно места стыков металлической арматуры являются наиболее слабыми местами усиливающих каркасов. При укреплении фундаментов и других строительных конструкций при помощи изделий из стеклопластика такие слабые места в армирующем каркасе отсутствуют.
- Преимущество применения стеклопластиковой арматуры состоит и в том, что потребитель может приобрести ровно столько продукции, сколько ему необходимо, не оплачивая непредвиденные отходы.
- Для монтажа и укладки арматурного каркаса, который изготовлен из стеклопластиковых элементов, нет необходимости в использовании сварочного аппарата и другого специализированного оборудования.
- Стеклопластиковую арматуру значительно удобнее транспортировать, так как она может поставляться заказчику как в прутках, так и в бухтах, которые без труда помещаются даже в багажник легкового автомобиля.
- При армировании с помощью стеклопластика фундаментов и других бетонных конструкций в последних не возникают трещины, что объясняется тем, что стеклопластик и бетон имеют близкие по своим значениям коэффициенты теплового расширения.
Сферы применения
Арматура, изготовленная из стеклопластика, применяется как в жилищном, так и в промышленном строительстве. Популярность данного материала, используемого для армирования фундаментов и других бетонных конструкций, в последнее время набирает все большие обороты.
Учитывая вышеперечисленные преимущества стеклопластиковой арматуры, можно сделать выводы о том, где лучше использовать этот инновационный материал, а где можно прибегнуть к наиболее традиционным и проверенным временем вариантам. Например, очень распространенными сферами использования арматуры, изготовленной из стеклопластика, является берегоукрепление, а также армирование дорожного покрытия на тех участках, где на него воздействуют агрессивные факторы внешней среды.
Арматура из стеклопластика часто используется при строительстве мостов и эстакад
В коттеджном строительстве арматура, изготовленная из стеклопластика, также находит широкое применение. В частности, подобные изделия используют для армирования:
- бетонных конструкций, выступающих в роли ограждения (следует иметь в виду, что нельзя использовать стеклопластиковые изделия для армирования несущих конструкций и перекрытий);
- ленточных и других типов фундаментов;
- кладки, выполняемой из газобетонных и пенобетонных блоков.
Композитная арматура применяется и при возведении стен по технологии несъёмной опалубки
Многие специалисты сходятся во мнении о том, что при использовании стеклопластиковой арматуры для укладки газо- и пенобетонных блоков лучше производить армирование углов при помощи стальных изделий. При таком комбинированном армировании строительные конструкции будут иметь более высокую прочность, устойчивость и надежность.
Укрепление фундаментных конструкций
При использовании для армирования ленточных и других типов фундаментов стеклопластика применяются прутки диаметром 8 мм, что равнозначно применению 12-миллиметровой стальной арматуры.
Расчеты замены стальной арматуры на стеклопластиковую
Выполнить процедуру такого армирования несложно и своими руками, если придерживаться следующего алгоритма.
- При монтаже опалубки рекомендуется обернуть ее элементы пергаментом, что позволит использовать их повторно.
- На внутренней части элементов опалубки, используя горизонтальный уровень, отмечают линию, до которой будет выполняться заливка бетонного раствора. Такая процедура позволит более равномерно распределить бетонный раствор по всему внутреннему объему будущего ленточного или любого другого фундамента.
- Элементы арматуры, при помощи которой вы будете укреплять свой фундамент, должны быть покрыты слоем раствора толщиной не меньше 5 см. Для того чтобы выдержать такое расстояние, можно использовать обычные кирпичи, которые укладываются на дно будущего фундамента.
- На кирпичах, уложенных на дно будущего фундамента, размещают два ряда арматуры. При этом желательно, чтобы использовались цельные прутья, без стыков. Измерив длину сторон заливаемого фундамента, вы сможете легко определить, какой длины пруток вам необходимо будет отмотать и отрезать от общей бухты.
- После укладки продольных прутков арматуры необходимо прикрепить к ним поперечные перемычки, которые фиксируются при помощи пластиковых хомутов.
- Затем надо изготовить верхний уровень арматурного каркаса, который должен быть идентичен нижнему. Оба уровня такого каркаса, размеры ячеек которых должны составлять приблизительно 150 мм, соединяются при помощи вертикальных перемычек.
- После изготовления арматурного каркаса приступают к заливке бетонного раствора. Какая для этого будет использована бетонная смесь, решать вам, но предпочтение чаще всего отдается раствору марки М400.
Армирование пояса фундамента стеклопластиковой арматурой
Для быстрой и непрерывной заливки фундамента лучше воспользоваться услугами миксера
Посчитать, какой объем раствора вам потребуется для заливки фундамента, несложно: для этого необходимо рассчитать периметр будущего фундамента, а затем умножить полученный результат на его ширину и глубину. Выполняя заливку бетонного раствора своими руками, важно не забывать о том, что его надо периодически утрамбовывать, чтобы в массе фундамента не образовывалось воздушных пузырей.
На окончательное затвердевание залитого бетонного раствора потребуется 2–3 недели. В этот период залитый фундамент необходимо закрывать пленкой от дождя, а в случае, если на улице будет стоять жаркая погода, периодически смачивать его поверхность водой.
Арматура, изготовленная из стеклопластика, – это относительно новый материал на отечественном строительном рынке, еще не прошедший проверку временем. Поэтому, используя такой материал для армирования бетонных конструкций, вы должны понимать меру ответственности за свой выбор.
Как связать стеклопластиковую арматуру для фундамента
Новые строительные материалы, в числе которых и стеклопластиковая арматура (СПА), очень медленно вытесняют старые, проверенные десятилетиями материалы. Все привыкли, что в железобетоне должная быть стальная арматура, о полной замене которой в масштабном строительстве речь пока не идёт. Однако для строительства фундаментов малоэтажных зданий гораздо выгоднее использовать композитные стержни, так как при меньшей цене и весе они могут выдерживать те же самые нагрузки. В чём достоинства такой замены, и как вязать стеклопластиковую арматуру для фундамента, будет рассказано в этой статье.
Характеристики стеклопластиковой арматуры
Стеклопластиком называется вид композиционного материала из термопластичного полимера, наполненного волокнами стекла или кварца. Основными преимуществами являются:
- малый удельный вес;
- высокая коррозионная стойкость;
- прочность на разрыв, не уступающая стали.
До недавних пор стеклопластики использовались преимущественно в космической и авиационной технике, но теперь, когда создана технология пултрузии (формирование неметаллической рельефной арматуры методом протяжки), появилась возможность и для широкого применения в строительстве.
- Существуют различные вариации композитов, в том числе и комбинированных, но одним из самых доступных является стеклопластик. По сравнению с металлом он дороже, это если сравнивать цену за тонну. Но учитывая малый вес, погонных метров композитной арматуры в этой тонне (если сравнивать одинаковые диаметры) будет в пять раз больше. А значит, и по цене выгоднее.
- Как и стальная, арматура из стеклопластика предлагается в виде тонких и толстых стержней, стержневых карт и кладочных сеток. Для подбора арматуры по диаметру производятся такие же расчёты, как и для стальной, но всегда получается, что диаметр СПА может быть на одну ступень ниже. То есть, вместо металлической арматуры АIIID12 можно использовать стеклопластиковые стержни диаметром 10 мм – и вот почему.
- Модуль упругости, это усилие, которое надо приложить, чтобы растянуть материал на определённое расстояние. У композитной арматуры модуль ниже почти в 5 раз, чем у стальных стержней. Но величина эта постоянна, тогда как у стали она зависит от нагрузок и температуры окружающей среды.
- Есть ещё такой показатель, как предел прочности. Это предельная нагрузка, после которой материал полностью разрушается. У стальной арматуры он равен 400 Мпа, а вот у композиционной – не менее 1200 Мпа. У самого бетона эти цифры несопоставимо меньше, поэтому при пиковых нагрузках он разрушается первым, после чего в работу включается предел прочности арматуры.
- Чем он выше, тем большую нагрузку сможет выдержать тот же фундамент. Выходит, что конструкция, армированная стеклопластиком, будет держаться в три раза дольше. Но учитывая большую эластичность стеклополимерного композита, конструкция при этом существенно провиснет, из-за чего бетон будет сильнее растрескиваться.
- Чтобы найти золотую серединку, расчёт арматуры для фундамента должен производиться специалистом. При условии правильного подбора диаметров и шага элементов каркаса, стеклопластик может служить гораздо дольше из-за отсутствия коррозии.
В случае с фундаментами способность стеклопластика к более сильному прогибу особого значения не имеет, так как лента или плита всей площадью опирается на грунт. Это не то, что плита перекрытия или балка, которая имеет всего две точки опоры. Фундамент должен продемонстрировать высокую прочность, а с этим у армированной стеклопластиком фундаментной конструкции проблем точно не будет.
Стеклопластик и сталь – сравнение характеристик
Главным конкурентом стеклопластиковой арматуры является стальная, поэтому именно с ней и надо сравнивать технические характеристики:
Характеристика арматуры | Ед. изм. | Стеклопластик | Металл |
Максимальная прочность на разрыв (чем больше, тем лучше) | МПа | 1600 | 690 |
Модуль упругости (чем больше, тем лучше) | МПа | 56000 | 200000 |
Относительное удлинение (чем меньше, тем лучше) | % | 2,2 | 25 |
Коэффициент теплопроводности (чем меньше, тем лучше) | Вт/м*С | 0,35 | 46 |
Коррозионная устойчивость | Не подвержен коррозии | Подвержен коррозии | |
Коэффициент теплового расширения (чем меньше, тем лучше) | 10-6 С продольно | 8-10 | 11,7 |
Коэффициент теплового расширения (чем меньше, тем лучше) | 10-6 С поперечно | 22 | 11,7 |
Устойчивость к излому | Низкая | Высокая | |
Электропроводность | Диэлектрик | Проводник | |
Оптимальное восприятие температур | Градус Цельсия | -60…..+90 | -200…..+750 |
Способы вязки арматуры | Хомуты, вязальная проволока, фиксаторы | Сварка, вязальная проволока | |
Возможность изготовления гнутых элементов в условиях стройки | нет | есть | |
Способность пропускать электромагнитные волны | Да | Нет | |
Экологичность | Малый процент токсичности | Нетоксичен |
Особенности использования арматуры
Композитная арматура может иметь различное назначение, и в том числе бывает специально предназначена для усиления бетонных конструкций. Как и стальная, она изготавливается гладкой и рифлёной, и продаётся в виде стержней или сетчатых карт. Для конструкций ленточного типа можно приобрести и готовый каркас для фундамента из стеклопластиковой арматуры.
Чтобы не нарваться на дешёвую подделку, покупать всё это нужно либо непосредственно у производителя, либо у официального дилера. У контрафактной арматуры может быть некачественная заливка витков, бывает более низкая или неравномерная плотность навивки стекловолоконного жгута (ровинга).
Но прежде, чем купить материал, нужно правильно его рассчитать, поэтому рассмотрим, как это делается на примере небольшого фундамента размером 6*6 м.
Для плитного фундамента
В плитном фундаменте не может использоваться арматура диаметром меньше 6 мм, если она стеклопластиковая, и она должна быть только профилированная. Ориентироваться надо на плотность грунта и вес строения. Минимальный диаметр арматуры можно взять, если постройка, к примеру, лёгкая каркасная, а грунт прочный. Если же дачный дом или гараж строится из каменных материалов, лучше взять пруты или сетку диаметром 10 мм.
При размере ячейки сетки 200 мм, количество прутков, укладываемых в одном направлении, составит 31 штуку – соответственно, 62 стержня на один уровень. Всего уровней два, поэтому нам понадобится 124 шестиметровых прутка, в метрах это будет 744.
При вязке проволокой
Для соединения верхних и нижних сеток можно использовать обрезки той же арматуры. Учитывая, что пруты укладываются 31 на 31, всего получится 961 соединение. При толщине плиты 200 мм, за минусом толщины защитных слоёв (по 50 мм с каждой стороны), длина соединительных прутков составит 100 мм, или 0,1 м. Умножив её на количество соединений, получим 96,1 метр. Чтобы получить общую длину арматуры на плиту, надо суммировать 744 и 96,1. Округляем до целого числа, и в итоге получаем 841 м.
Теперь посчитаем количество необходимой проволоки, что может зависеть от схемы вязки. Обычно сначала связывают прутки нижнего пояса, после чего к ним присоединяют вертикальные элементы, которые будут соединять нижнюю сетку с верхней.
Чтобы произвести одно соединение, в среднем требуется 0,3 м проволоки. В одном уровне у нас 961 соединение, а в двух (снизу и сверху) – 1922. Путём умножения длины одного куска проволоки на их количество, получаем общую длину 576,6 м.
Хомутами
Стеклопластиковую арматуру можно – и даже более удобно, вязать не проволокой, а пластиковыми стяжками, используемыми обычно для связки проводов. Так как они продаются штучно, их количество будет соответствовать количеству соединений на каркасе.
Как вариант, можно использовать специальные соединительные хомуты. Есть и такие, которые одновременно выполняют функцию подставки, обеспечивающей нужную толщину защитного слоя бетона.
Для ленточного фундамента
Отличительным свойством ленточной конструкции является её высота, которая всегда больше ширины. Лента лучше, чем плита работает на изгиб, поэтому диаметр арматуры здесь может быть меньше. В ней тоже делается два пояса армирования, только соединяются уровни чаще не короткими прутками как в плите, а гнутыми П-образными элементами.
Расчёт армирования производится в таком порядке (просчитаем всё тот же фундамент 6х6 м с одной внутренней стеной):
- На подставки продольно укладывают более толстые рифлёные стержни (для одноэтажного дома можно брать диаметром 8 мм). Их при ширине ленты в 30-40 см будет всего по паре снизу и сверху.
- Соединяющие их вертикальные стержни нагрузку не несут, а потому могут быть гладкими, без спиральной навивки – диаметр 6 мм.
- При общей длине ленты 30 м, армируемой в 4 ряда, расход основной (продольной) арматуры составит 120 м.
- Хомуты или вертикально-поперечные прутки устанавливаются через 0,5 м. Допустим, сечение ленты составляет 0,3*0,7 м, при котором на одно соединение будет уходить 1,6 м арматуры диаметром 6 мм. Всего секций перевязки образуется 61 – умножив эту цифру на 1,6, мы получим общую длину арматуры 97,6 м.
- Каждая секция каркаса, связанная поперечной арматурой, имеет 4 соединения. Всего 4х61=244 соединения. Столько нужно хомутов или стяжек, если использовать для вязки их.
- Если 244 умножить на 0,3 м, мы получим расход проволоки – 73,2 м.
При вязке каркаса можно уменьшить диаметр арматуры, но при этом придётся увеличить количество продольных стержней. Можете просчитать оба варианта по цене и выбрать тот, который окажется наиболее выгодным.
Для столбчатого фундамента
Столбчатый фундамент работает не на изгиб, а на сжатие, так как рабочая арматура располагается не горизонтально, а вертикально. В таком положении она работает в облегчённом режиме, поэтому брать ребристые стержни можно диаметром 6 мм. По горизонтали монтируются гладкие прутки диаметром 4-5 мм, которые должны связать рабочую арматуру в пространственный каркас.
В зависимости от формы и размеров сечения столба, в каркасе могут присутствовать 2, 3 или 4 пояса рабочей арматуры. Для армирования столбов длиной 2 м и диаметром 0,2 м, обычно делают каркас прямоугольной формы из 4-х, связанных поперечной арматурой продольных прутков. Диаметры – 10 и 6 мм, с перевязкой в четырёх местах.
В таком случае, на один столб уйдёт 2*4=8 м основной арматуры, и 0,4*4=1,2 м перевязочной арматуры. Останется только умножить эти цифры на количество столбов, и вы получите общую длину стержней. На каркасе столба 4 пояса, в которых имеется по 4 соединения. Перемножив эти цифры, получаем 16 точек перевязки. Если вязать будете не стяжками, а проволокой, умножьте её расход 0,3 м на 16. Всего получится 4,8 м вязальной проволоки на один столб.
На заметку: Арматура для ростверка считается по аналогии с конструкцией ленточного типа.
Речь о том, как правильно вязать пластиковую арматуру для фундамента, пойдёт в следующей главе.
Инструкция по вязке арматуры
Перед тем, как вязать пластиковую арматуру для фундамента, желательно посмотреть видео. Однако это не отменяет наличия чертежа, в котором будут чётко обозначены все элементы каркаса и указаны расстояния между ними. Соответственно, на основании этого чертежа и должны отрезаться пруты рабочей и поперечной арматуры.
Нюансы вязки проволокой
Вязать каркас для фундаментной ленты удобнее укрупнёнными блоками, которые затем опускаются в опалубку и привязываются друг к другу. При структурировании каркаса плиты, вяжут сначала сетку нижнего уровня, к ней фиксируют вертикальные перемычки, а затем уже приступают к формированию верхнего ряда.
Что такое стеклопластиковая арматура для фундамента: свойства, особенности применения, сборки и вязки, отзывы
Один из новых строительных материалов – стеклопластиковая арматура, которая часто используется для обвязки фундамента.
Это сырье значительно превосходит другие виды материалов, которые были использованы в строительстве основания дома ранее.
Чтобы понимать, для каких конкретно целей можно применять стеклопластиковую арматуру, рекомендуется рассмотреть ее технические характеристики, плюсы и минусы, а также разобраться в правилах работы с материалом.
Что это такое?
Другое название стеклопластиковой арматуры – композитная, что указывает на сочетание нескольких материалов в ее составе. Это строительный материал на основе неметаллических волокон, которые связаны композитным составом. Чтобы изготовить такое сырье применяют:
- базальтовое волокно;
- углеволокно;
- стекловолокно.
В практическом применении наибольшее распространение получила именно стеклопластиковая арматура.
Сам материал состоит из основного ствола и внешнего слоя. Основной ствол арматуры представлен пучком параллельных волокон, которые связаны эпоксидными или полиэфирными смолами.
Внешнее покрытие представлено навивкой волокон по спирали, за счет чего обеспечивается хорошая адгезия с бетоном во время литья фундамента.
Технические характеристики и производство
Чтобы понимать, какие характеристики и свойства несет в себе такое сырье, рекомендуется рассмотреть процесс его производства. Для этого используют специально оборудованную производственную линию, в которой есть такие аппараты как намотки для бобин с ровингом, узлы просушки и прогрева, ванны для пропитки нитей смолами, обмотчики для формирования спиралевидной намотки.
Здесь также есть бункеры для финишного покрытия, магнезитные печи, механизмы протяжки и автоматической нарезки материала.
Справка! Ровинг – это волокнистый материал, представленный в виде нитей, жгутов, полученный путем сращивания нескольких пучков волокна.
Несколько этапов производства стеклопластиковой арматуры:
- Обработка стеклоровинга. Бобины с ровингом устанавливают на стеллажи, затем они подаются на линию. Их просушивают, прогревая горячим воздухом, затем погружают в ванну с эпоксидной смолой.
- Придание формы и обмотки. Когда ровингу придали диаметр и форму, на тело арматуры наматывают жгут. Это делается по круговой траектории вращения.
- Полимеризация. Материал кладут в магнезитовую печь для полимеризации и пропитки смолами.
- Охлаждение и нарезка. После печи изделие охлаждают в ванной с водой и нарезают на специальном автоматическом аппарате.
Благодаря такому процессу производства, стеклопластиковая арматура наделяется техническими характеристиками:
- вес – от 25 до 850 грамм за метр;
- разрывная прочность – 1189 Мпа;
- модуль упругости – 55 000 Мпа;
- относительное удлинение – 2,2%;
- плотность – 2 т/м 3 ;
- линейный коэффициент теплового расширения – 9-12 ax10-6/°C;
- теплопроводность – 0,35 Вт/(м°С);
- коррозийная стойкость – высокая.
Все эти показатели позволяют утверждать, что стеклопластиковая арматура обладает преимуществом перед стальным материалом, поэтому ее используют все чаще для заливки фундамента.
Плюсы и минусы
Основные плюсы материала:
- высокая прочность;
- долговечность;
- небольшой вес;
- устойчивость к коррозии;
- устойчивость к агрессивной и кислой среде;
- низкая теплопроводность;
- экономичность;
- магнитоинертность.
Но есть и несколько минусов данного материала:
- Например, низкий модуль упругости, недостаточная термостойкость. Низкий модуль упругости позволяет легко сгибать арматуру, что не очень хорошо при показателях прочности фундамента.
- Недостаточная термостойкость говорит о том, что использовать такое сырье можно только в сферах, где нет температурных перепадов.
- Стоимость стеклопластиковой арматуры от 16 рублей за 1 метр при диаметре 6 мм: чем выше диаметр, тем выше цена.
Сравнение с другими композитными видами
Можно выделить несколько особенностей, в том числе плюсов и минусов. Если сравнить стеклопластиковую арматуру с базальтопластиковой:
- Эти два материала отличаются по предельной температуре плавления: базальтовая арматура начинает плавиться при 400 градусах, а стеклопластик – при 200 градусах. В данном случае это минус материала.
- Стоимость. Базальтопластик гораздо дороже по цене, в чем есть несомненный плюс стеклопластикового материала.
На заметку. Выбирать базальтовую разновидность материала стоит только в том случае, если нужны указанные температурные показатели.
В чем отличие от стальной?
Много споров среди тех, кто привык использовать стальные прутья для вязки фундамента и тех, кто отдает предпочтение современным материалам. Можно также рассмотреть отличия, выделив положительные и отрицательные черты стеклопластика:
- Стеклоарматура в несколько раз легче металлической.
- Разрывная прочность также будет выше.
- Стальная арматура по модулю упругости имеет показатели выше — 200 000 Мпа.
- Показатели относительного удлинения у стеклопластика ниже, поэтому он более предпочтителен.
- У стальной арматуры плотность выше, что будет плюсом для нее.
- Тепловое расширение у стеклопластика ниже, что будет плюсом.
- Теплопроводность ниже, чем у стальной, у которой она составляет 46 Вт/(м°С).
Можно сделать вывод, что стеклопластик выигрывает по характеристикам веса, прочности, относительного удлинения, теплопроводности и теплового расширения у стальной арматуры. Но с другой стороны показатели модуля упругости, плотности у стального материала будут предпочтительнее.
Особенности расчета
Первое, что стоит учесть при самостоятельном расчете стеклопластика – тип фундамента. Для каждого вида фундамента будут определенные особенности с планированием. Кроме того, важно определиться с диаметром арматуры, сделать расчет нагрузки.
Важно! Расчет нагрузки на крупногабаритные сооружения лучше отдать в руки специалистов, так как на выходе нужно получить точные данные, которые не повлияют на прочность конструкции. Можно воспользоваться калькуляторами для определения нагрузки, но информация будет ориентировочной.
Например, если фундамент будет ленточный, количество стеклопластика будет определяться размером шага и каркаса основания. Например, длина стены 10 метров, а длина шага – 30 см. 10 необходимо поделить на 0,3, на выходе получается 35 штук. Значит 35 стержней нужно для армирования основания вдоль одной стены. Те же расчеты производят по ширине основания.
Правила работы с материалом
Так как материал существенно отличается от стальной арматуры, то здесь будут свои особенности вязки и сборки:
- арматура продается связанной в бухты, поэтому перед применением ее нужно разложить на местности;
- резать арматуру можно болгаркой, электролобзиком или ножовкой по металлу;
- сначала укладывают поперечные прутья, затем продольные;
- на всех местах пересечения арматуры используется вязальная проволока, сложенная вдвое, из нее делают петли;
- к середине вертикальных стоек привязываются поперечные отрезки;
- затем укладывают и вяжут следующий ряд;
- если это ленточный фундамент, то собранный каркас переносят в опалубку и устанавливают внутрь.
Заливка опалубки осуществляется традиционным методом, как и в случае работы со стальной арматурой.
Из видео узнаете о том, как связать каркас из стеклопластиковой арматуры под ленточный фундамент дома своими руками:
Отличия армирования для разных видов оснований
Есть несколько отличий армировки для разных типов оснований:
- Плита. Армирование выполняется в виде 1-2 рядов сетки согласно проекту. Чтобы поднять нижнюю сетку над слоем гидроизоляции, на стеклопластик через каждые 2 метра одевают вертикальные стойки. Сборка арматуры производится по месту, так как конструкция большая и перенести ее нет возможности.
- Лента. В таком типе сборки есть боковые примыкания, пересечения и углы. В местах примыкания перпендикулярный каркас соединяется с помощью гнутых П-образных элементов. Сгибать материал стоит очень осторожно, не используя высоких температур.
- Сваи. В свайных или столбчатых фундаментах основной материал располагается вертикально. Длина стержней определяется глубиной пробуренных под столбы скважин.
Отзывы
Согласно отзывам людей, которые использовали данный материал при заливке фундамента, можно сделать несколько выводов:
- стеклопластик выбирают те, у кого подвал будет жилой;
- стеклопластиковая арматура легче в весе и не утяжеляет основание;
- нередко предпочтение отдают все же металлу из-за его более доступной цены;
- композитный материал по прочности на разрыв в 3 раза выше стального;
- сырье не подвергается коррозии, поэтому отлично выдерживает нахождение в фундаменте.
Несколько форумов, где можно подробнее ознакомиться с обсуждениями:
-
— здесь можно узнать о мнении людей по поводу применения стеклопластика для вязки основания дома. — личный опыт людей при использовании материала. – обсуждение указанного материала по сравнению со стальным.
Сколько людей, столько и мнений: только после полного ознакомления со свойствами сырья, можно сделать вывод по поводу его применения.
Видео-отзыв о стеклопластиковой арматуре:
Заключение
Стеклопластиковая арматура сейчас применяется как альтернатива металлической при сборке и вязке фундамента. У материала хорошие характеристики массы, прочности, теплопроводности, он устойчив к коррозии. Используя данное сырье, можно ускорить процесс обвязки основания для дома.
Использование композитной стеклопластиковой арматуры для фундамента
Грамотные строители понимают, как важно внедрять в свою практику новые технологии и материалы. О композитной арматуре миру известно давно, но её массовый выпуск и применение взял старт лишь несколько лет назад. Мы расскажем об особенностях работы со стеклопластиковым армированием на примере фундамента.
Сильные и слабые стороны композитной арматуры
Не стоит ожидать, что какой-либо строительный материал окажется уникальным и унифицированным предложением. Однако грамотное применение в соответствии с условиями эксплуатации позволяет добиться воистину выдающихся результатов. Так и с композитной арматурой: используя её положительные качества и нивелируя отрицательные, можно обеспечить продолжительную эксплуатацию при меньших материальных затратах.
Главным достоинством стеклополимерной арматуры считается свойственный ей высокий предел разрушающего воздействия — почти в 2,5 раза выше, чем у стали. Выполнять работу по компенсации растягивающих воздействий в бетонном массиве у композитной арматуры получается намного лучше, чем у стали. Особенно если учитывать, что в ходе производства пластиковым стержням можно обеспечить фактуру поверхности, способствующую максимально эффективному сцеплению с бетонной массой.
Другой очевидный плюс — крайне высокая устойчивость к агрессивным средам. Бетонные конструкции, перманентно находящиеся в условиях высокой увлажнённости или подверженные воздействию солевых растворов, в случае армирования композитными материалами имеют гораздо более продолжительный срок службы. Нельзя забывать и о проявлениях электролиза: диэлеткрические свойства пластика могут быть как плюсом, так и минусом.
Не обходится и без ложки дёгтя: стеклопластиковая арматура необратимо теряет свои свойства при нагреве. Это вынуждает пересмотреть целесообразность её применения с точки зрения пожарной безопасности. При нагреве до 150–200 °С армирование лишается своих прочностных свойств, если же в качестве связующего были применены термореактивные полимеры — арматура теряет прочность необратимо.
Ещё один недостаток композитной арматуры — низкий модуль упругости, то есть малое сопротивление изгибу. Из-за этого в конструкциях с сосредоточенными воздействиями требуется закладка стеклопластиковой арматуры в количествах, до 4-х раз превышающих норму содержания по сечению в сравнении со стальным армированием.
Преимущества в контексте фундамента
Гибкость полимерной арматуры допускает её транспортировку в катушках, таким образом длина отдельно взятого элемента практически не ограниченна. В совокупности с малым весом материала (в 3–4 раза меньше, чем у стали) все прочие свойства обеспечивают дешевую доставку без использования длинномерных транспортных средств, а также высокое удобство в работе.
Фундаменты не подвергаются воздействию открытого пламени и высоких температур при пожаре, из-за чего низкая термостойкость не является существенным недостатком. Высокая гибкость арматуры может иметь значение только при работе в конструкциях, имеющих узлы сосредоточенных воздействий, например при устройстве ростверков. Однако восстановить устойчивость бетона к изгибающим нагрузкам можно посредством закладки относительно небольшого количества стального армирования, либо же попросту увеличив число свай.
Гораздо важнее для фундаментов коррозионная устойчивость стеклопластика. Она не так важна при последующей гидрофобизации и гидроизоляции бетона, тем не менее, подверженность ленточных фундаментов разрыву из-за увеличения корродирующего металла в объёме можно не учитывать в случае использования полимерного армирования. Стеклопластик оптимально подходит для устройства плавающих фундаментов на участках без дренирования и при высоком содержании в верховодке химически активных соединений. Даже при обычных условиях использование стеклопластикового армирования позволяет снизить защитный слой бетона до минимальных 15–20 мм, тем самым делая возможным вынос армирования в зону максимально эффективного восприятия нагрузок.
Расчёт композитного армирования
Если методики расчёта стального армирования хорошо освоены большинством строителей, проектирование фундаментов со стеклопластиковой арматурой до сих пор считается недостаточно освещённой темой. Причина тому — отличающиеся физико-механические свойства арматуры, которые пока не учтены в большинстве действующих строительных нормативов. Простейший способ расчёта композитного армирования — метод равнопрочной замены, при которой стальные стержни заменяют стеклопастиковыми с уменьшением типоразмера на два значения (то есть 8 мм вместо 12 мм или 14 мм вместо 18 мм). Однако расчёт сложных фундаментов рекомендуется выполнять по общей схеме с нуля, дабы не упустить из виду существенную разницу в величине модуля упругости.
Первая часть расчёта фундамента содержит определение воздействий на основание постройки и выполняется так же, как и для железобетонных конструкций. Вторая часть начинается с определения достаточных размеров сечения элементов бетонных конструкций и здесь можно наблюдать первые отличия. Поскольку сопротивление растяжению у стеклопластиковой арматуры выше, а защитный слой — минимален, достаточная площадь сечения оказывается на 25–30% ниже нормативного минимума для железобетонного изделия при равном сечении армирующих элементов. Это не относится к определению ширины нижней плоскости фундамента, которая всегда определяется по действующим нагрузкам и опорной способности грунта. Поэтому при армировании композитной арматурой выгодно обратить внимание на фундаменты сложных сечений.
Следующий этап — выбор равнозначной замены стальному армированию, который заключается в сохранении не только прочностных, но и всех остальных физико-механических качеств. Основной нюанс в том, что стеклопластиковая арматура испытывает в 3–4 раза большее линейное удлинение прежде, чем перестаёт сопротивляться разрушающему воздействию. Это означает, что общее сечение армирующих элементов в зоне восприятия растягивающих нагрузок должно быть соответственно выше, чем при использовании стальной арматуры. Выгода от использования стеклопластикового армирования в таком случае выражается только высокими допусками по раскрытию трещин — для полимерного армирования контакт с воздухом или влагой не критичен, однако нельзя упускать из виду воздействие на бетон морозных сил. Общая же тенденция такова: результаты экономии на объёме бетонной смеси следует направлять на усиление композитного армирования в обозначенных зонах.
Правила работы с материалом
Отличия в работе с полимерным армированием заключаются не только в методике расчёта, но и в приёмах обработки материала. В частности:
- Резка стеклопластиковой арматуры должна выполняться либо горячим резаком, либо болторезом. Пиление полимерной арматуры любыми способами приводит к образованию вредной микроскопической стружки.
- Гибка арматуры допускается только при изготовлении элементов конструкционного армирования. Ее выполняют нагревом изгибаемого участка до 100–120 °С с помощью электрического фена с последующим естественным охлаждением после принятия изделием требуемой формы.
- При хранении композитной арматуры следует обеспечить ей защиту от прямых солнечных лучей и высоких температур.
- При разматывании арматуры следует учитывать её высокую упругость. Чтобы снять напряжение в витках, конец арматуры следует временно закрепить к корпусу катушки метровым отрезком цепи. Если бухта поставляет без катушки, перед разрезанием фиксаторов необходимо закрепить на бухте 2–3 проволочных кольца, не препятствующих проскальзыванию стержней.
Вязка пространственных армирующих конструкций
Процесс сборки каркаса из стеклополимерной арматуры решительно отличается от вязки металлической. Корнем большинства отличий выступает практически неограниченная длина стержней: параллельная связка прутьев применяется крайне редко. Из-за этого каркас для всего изделия гораздо удобнее вязать по месту, а после сгружать в опалубку. Этому также способствуют малый вес и стойкость к коррозии: для сохранности стеклопластиковой арматуры достаточно лишь укрыть её от солнечного света.
Подготовку деталей каркаса, как и в случае со стальными стержнями, следует производить до начала сборки, то есть все работы ведутся преимущественно мануфактурным методом. Сведения рядов на углах и примыканиях следует выполнять вязкой перекрестий, а при необходимости увеличить погонаж — параллельным связыванием с перехлестом не менее 20 диаметров. Перекрестия вяжутся оплетанием каждого из перпендикулярных прутьев кольцом, которое стягивает арматуру межу собой. Для параллельного связывания устанавливается 3–5 опоясывающих хомутов в 2 витка. Можно использовать в этих целях как нейлоновые стяжки, так и ПЭТ-ленту с её последующей термоусадкой.
При необходимости включения в арматуру анкеровок сложной формы, их изгибают из металла, либо используют фабрично согнутые изделия в тех сочленениях конструкции, где стеклопластиковая арматура сможет выполнять свою работу. При этом необходимо увеличить толщину защитного слоя в месте установки стальных элементов, а связку разнородных материалов выполнять полимерной проволокой.
Стеклопластиковая арматура для фундамента
Пластиковая арматура на западе активно применяется в строительстве около сорока лет. Знали о ней и в СССР, однако использовать не спешили — в Союзе скептически относились к революционным новшествам. Но сейчас крупные застройщики, а с ними и более мелкие подрядчики, применяют пластиковую арматуру для фундамента.
Что собой представляет стеклопластиковая арматура
Стеклопластиковая арматура для фундамента — это своеобразный многожильный канат, нити которого изготовлены из полимеров, базальта, и покрыты пластиковой оболочкой. Углеволокно и стеклонит на разрыв прочнее стали в 3 и более раз.
Разновидности композитной арматуры
В продаже имеется композитная арматура для фундамента следующих типов:
- стеклокомпозит — АСК;
- углекомпозит — АУК;
- базальтовая — АБК;
- комбинированная — АКК.
Поставляется пластиковая арматура, намотанной на катушки, либо отрезками по 12 метров. Толщина прута варьируется от 4 до 32 мм.
Плюсы и минусы
Наиболее полное представление о пластиковом армировании даст рассмотрение преимуществ и недостатков, свойственных материалу. Сначала о хорошем:
- высокая переносимость воздействия влаги;
- прочность материала выше, чем у металла;
- малая удельная масса;
- срок службы выше, чем у арматуры из традиционных материалов;
- эксплуатация в широком температурном диапазоне, от -60 до +200°С;
- использования бухт позволяет работать с прутом любой длины;
- материал соответствует самым высоким стандартам экологической чистоты;
- фактор экономичности;
- композитная арматура не подвергается магнитному воздействию;
- обладает диэлектрическими качествами;
- для работы со стеклопластиком не нужна сварка;
- доступность композита.
Характерные минусы:
- опять температурный режим. Нижнее пороговое значение только — 60°С;
- недостаточная прочность при воздействии на излом (поперечные нагрузки). Там, где металл согнется, пластиковая арматура сломается, так что этот материал не используют в несущих конструкциях и перекрытиях;
- композит нельзя согнуть малым углом, он сломается;
- для работы необходимы специальные элементы.
Расчет материалов
Большинству строителей, имеющих минимальный опыт работы с монолитами, хорошо знакомы методы расчета металлической арматуры, чего не скажешь о пластиковой. Свойства композитов отличаются от стали, и не учтены во многих действующих нормативах.
Наиболее простым является расчет по методу равноценной замены. То есть, вместо металлической арматуры заданного в документации диаметра, используют более тонкую пластиковую: вместо 12 мм стали — 8 мм композита, вместо 18 мм стандартного материала — 14 мм композита.
Но это рекомендация для частных случаев и, скорее, общая. Сложные монолитные конструкции нужно просчитывать с нуля, чтобы не упустить из виду различия в величине модуля упругости.
Вычисляют давление, оказываемое на основание здания. Делают это таким же образом, что и для железобетонных элементов. После чего рассчитывают величину сечения ж/б узлов. По той причине, что сопротивление растяжению у пластика выше, а защитный слой меньше, площадь сечения примерно на 25-30% ниже данного показателя для ж/б изделий, при одинаковых армирующих элементах.
Правило неприменимо к вычислению размеров нижней проекции фундамента. Этот показатель всегда просчитывают, исходя из действующих нагрузок и опорной способности поверхности земли. По этой причине, при использовании стеклопластика, предпочтительнее делать фундамент сложной конфигурации.
Далее выбирают равнозначную замену металлической арматуры. Композит должен соответствовать всем необходимым физико-механическим показателям. Обратить внимание следует на тот факт, что пластиковая арматура переносит линейное воздействие на 200-300% выше, чем металлическая, прежде чем прекращает бороться с разрушающим воздействием. Поэтому суммарное сечение пластиковой арматуры в месте приложения растягивающих нагрузок делают большим, чем при традиционном армировании.
В этом случае использование пластикового армирования оправдывает себя только большими допусками по величине трещин. Для стеклопластика воздействие воздуха не столь разрушительно, как для металла. Но стоит учитывать низкие температуры. В результате остаток бетона пойдет на усиление стеклопластикового армирования в проблемных местах.
Для вычисления деформативности делят показатель прочности на коэффициент упругости. Прочность пластиковой арматуры составляет Rs=1000 Мпа, модуль упругости Es=5000 Мпа. Показатель деформативности равен 0,02 (2%).
Имейте ввиду!
Так как не существует нормативной базы по пластиковым армирующим элементам, их делают с запасом прочности.
Технология армирования
Меньший удельный вес и возможность работы с отрезками любой длины делают работу с композитом легче, чем с металлом. И, как уже подчеркивалось, качества материала позволяют использовать более тонкую пластиковую арматуру.
Сам процесс армирования фундамента состоит из нескольких этапов:
- монтаж опалубки;
- разметка высоты заливки бетона;
- вязка каркаса фундамента;
- заливка бетонной смеси;
- демонтаж опалубки.
Опалубку собирают согласно чертежу будущего фундамента. От правильной формы конструкции зависит конечная конфигурация фундамента. Если для монтажа опалубки применяются ДСП, USB, фанера или доска, лучше покрыть щиты пергамином. Тогда их можно использовать многократно.
Внутри готовой опалубки отмечают высоту заливки фундамента по всему периметру конструкции.
Вязка под ленточный фундамент
В проектной документации для фундамента указывают схему армирования и диаметр прута. При использовании стеклоарматуры для фундамента допустимо взять прутья одним размером меньше. Каркас укладывают и собирают на выровненном грунте, согласно расчетам и чертежам. Ход работ выглядит таким образом:
- Нарезают пластиковые прутья требуемой длины, в соответствии с чертежом. Заготовки размещают на подложки высотой 35-50 см над уровнем земли.
- Согласно чертежу размещают поперечные перемычки, закрепляют их с продольными элементами пластиковыми стяжками. Это нижний ряд пространственного арматурного каркаса.
- Аналогичным способом делают точно такую же решетку, кладут ее на нижнюю, вырезают вертикальные распорки необходимой длины.
- Первую стойку-распорку крепят в углу решеток, следующую — на расположенном рядом горизонтальном соединении.
- Если количество горизонтальных уровней больше, чем два, после фиксации второй решетки на требуемой высоте крепят следующую. В этом случае вертикальная стойка одна на несколько уровней.
- Дно траншеи заполняют подушкой из песка и щебня, и уплотняют ее. Сверху укладывают слой геотекстиля или гидроизоляции. На них монтируют каркас.
Имейте ввиду!
Края арматуры из пластика не должны находиться ближе чем в 35-45 см от опалубки, сплошной внешний слой бетона необходим для нормальной эксплуатации, это увеличивает срок эксплуатации сооружения. Для этих целей имеются специальные пластиковые зажимы.
Вязка под плитный фундамент
При строительстве плитного фундамента применяют горизонтальное армирование. Характерная черта такого решения — отсутствие сгибов и примыкающих участков. Чаще всего представляет собой пару сеток, размещенных одна над другой, разделенных вертикальными распорками.
Собирают конструкцию на месте укладки фундамента. Порядок действий выглядит таким образом:
- Вяжут нижнюю решетку, там, где она и будет находиться. Под нее подкладывают подставки.
- Изготавливают верхнюю пластиковую сетку, укладывают на нижнюю.
- Нарезают вертикальные распорки, устанавливают их между нижней и верхней решеткой, и фиксируют.
Заливка бетона
Технологически данная операция не отличается от работы с металлической арматурой. Нужно учитывать, что арматура из стеклопластика менее прочна при боковом радиальном давлении, так что уплотнять бетон вибратором нужно осторожно, не допуская повреждения стеклопластика.
Чтобы не нарушить конфигурацию пластиковой армирующей конструкции, не следует применять ручную трамбовку. Уплотнять залитую бетонную смесь нужно равномерно и аккуратно.
Опыт применения композитной арматуры, сочетание ее достоинств и недостатков, дает возможность сделать выводы, что использование материала полностью оправдывает себя при строительстве фундамента. Сфера применения материала не столь широкая, как у металла, но для армирования фундамента это вполне подходящий вариант. С материалом удобно работать, если необходимо сделать сооружение больших размеров, а укладкой каркаса придется заниматься самому, без помощников. Поставка в бухтах позволяет использовать прутья любых размеров, а малая масса делает работу с материалом легче, чем с традиционным металлом.
Использование композитной стеклопластиковой арматуры для фундамента
Грамотные строители понимают, как важно внедрять в свою практику новые технологии и материалы. О композитной арматуре миру известно давно, но её массовый выпуск и применение взял старт лишь несколько лет назад. Мы расскажем об особенностях работы со стеклопластиковым армированием на примере фундамента.
Сильные и слабые стороны композитной арматуры
Не стоит ожидать, что какой-либо строительный материал окажется уникальным и унифицированным предложением. Однако грамотное применение в соответствии с условиями эксплуатации позволяет добиться воистину выдающихся результатов. Так и с композитной арматурой: используя её положительные качества и нивелируя отрицательные, можно обеспечить продолжительную эксплуатацию при меньших материальных затратах.
Главным достоинством стеклополимерной арматуры считается свойственный ей высокий предел разрушающего воздействия — почти в 2,5 раза выше, чем у стали. Выполнять работу по компенсации растягивающих воздействий в бетонном массиве у композитной арматуры получается намного лучше, чем у стали. Особенно если учитывать, что в ходе производства пластиковым стержням можно обеспечить фактуру поверхности, способствующую максимально эффективному сцеплению с бетонной массой.
Другой очевидный плюс — крайне высокая устойчивость к агрессивным средам. Бетонные конструкции, перманентно находящиеся в условиях высокой увлажнённости или подверженные воздействию солевых растворов, в случае армирования композитными материалами имеют гораздо более продолжительный срок службы. Нельзя забывать и о проявлениях электролиза: диэлеткрические свойства пластика могут быть как плюсом, так и минусом.
Не обходится и без ложки дёгтя: стеклопластиковая арматура необратимо теряет свои свойства при нагреве. Это вынуждает пересмотреть целесообразность её применения с точки зрения пожарной безопасности. При нагреве до 150–200 °С армирование лишается своих прочностных свойств, если же в качестве связующего были применены термореактивные полимеры — арматура теряет прочность необратимо.
Ещё один недостаток композитной арматуры — низкий модуль упругости, то есть малое сопротивление изгибу. Из-за этого в конструкциях с сосредоточенными воздействиями требуется закладка стеклопластиковой арматуры в количествах, до 4-х раз превышающих норму содержания по сечению в сравнении со стальным армированием.
Преимущества в контексте фундамента
Гибкость полимерной арматуры допускает её транспортировку в катушках, таким образом длина отдельно взятого элемента практически не ограниченна. В совокупности с малым весом материала (в 3–4 раза меньше, чем у стали) все прочие свойства обеспечивают дешевую доставку без использования длинномерных транспортных средств, а также высокое удобство в работе.
Фундаменты не подвергаются воздействию открытого пламени и высоких температур при пожаре, из-за чего низкая термостойкость не является существенным недостатком. Высокая гибкость арматуры может иметь значение только при работе в конструкциях, имеющих узлы сосредоточенных воздействий, например при устройстве ростверков. Однако восстановить устойчивость бетона к изгибающим нагрузкам можно посредством закладки относительно небольшого количества стального армирования, либо же попросту увеличив число свай.
Гораздо важнее для фундаментов коррозионная устойчивость стеклопластика. Она не так важна при последующей гидрофобизации и гидроизоляции бетона, тем не менее, подверженность ленточных фундаментов разрыву из-за увеличения корродирующего металла в объёме можно не учитывать в случае использования полимерного армирования. Стеклопластик оптимально подходит для устройства плавающих фундаментов на участках без дренирования и при высоком содержании в верховодке химически активных соединений. Даже при обычных условиях использование стеклопластикового армирования позволяет снизить защитный слой бетона до минимальных 15–20 мм, тем самым делая возможным вынос армирования в зону максимально эффективного восприятия нагрузок.
Расчёт композитного армирования
Если методики расчёта стального армирования хорошо освоены большинством строителей, проектирование фундаментов со стеклопластиковой арматурой до сих пор считается недостаточно освещённой темой. Причина тому — отличающиеся физико-механические свойства арматуры, которые пока не учтены в большинстве действующих строительных нормативов. Простейший способ расчёта композитного армирования — метод равнопрочной замены, при которой стальные стержни заменяют стеклопастиковыми с уменьшением типоразмера на два значения (то есть 8 мм вместо 12 мм или 14 мм вместо 18 мм). Однако расчёт сложных фундаментов рекомендуется выполнять по общей схеме с нуля, дабы не упустить из виду существенную разницу в величине модуля упругости.
Первая часть расчёта фундамента содержит определение воздействий на основание постройки и выполняется так же, как и для железобетонных конструкций. Вторая часть начинается с определения достаточных размеров сечения элементов бетонных конструкций и здесь можно наблюдать первые отличия. Поскольку сопротивление растяжению у стеклопластиковой арматуры выше, а защитный слой — минимален, достаточная площадь сечения оказывается на 25–30% ниже нормативного минимума для железобетонного изделия при равном сечении армирующих элементов. Это не относится к определению ширины нижней плоскости фундамента, которая всегда определяется по действующим нагрузкам и опорной способности грунта. Поэтому при армировании композитной арматурой выгодно обратить внимание на фундаменты сложных сечений.
Следующий этап — выбор равнозначной замены стальному армированию, который заключается в сохранении не только прочностных, но и всех остальных физико-механических качеств. Основной нюанс в том, что стеклопластиковая арматура испытывает в 3–4 раза большее линейное удлинение прежде, чем перестаёт сопротивляться разрушающему воздействию. Это означает, что общее сечение армирующих элементов в зоне восприятия растягивающих нагрузок должно быть соответственно выше, чем при использовании стальной арматуры. Выгода от использования стеклопластикового армирования в таком случае выражается только высокими допусками по раскрытию трещин — для полимерного армирования контакт с воздухом или влагой не критичен, однако нельзя упускать из виду воздействие на бетон морозных сил. Общая же тенденция такова: результаты экономии на объёме бетонной смеси следует направлять на усиление композитного армирования в обозначенных зонах.
Правила работы с материалом
Отличия в работе с полимерным армированием заключаются не только в методике расчёта, но и в приёмах обработки материала. В частности:
- Резка стеклопластиковой арматуры должна выполняться либо горячим резаком, либо болторезом. Пиление полимерной арматуры любыми способами приводит к образованию вредной микроскопической стружки.
- Гибка арматуры допускается только при изготовлении элементов конструкционного армирования. Ее выполняют нагревом изгибаемого участка до 100–120 °С с помощью электрического фена с последующим естественным охлаждением после принятия изделием требуемой формы.
- При хранении композитной арматуры следует обеспечить ей защиту от прямых солнечных лучей и высоких температур.
- При разматывании арматуры следует учитывать её высокую упругость. Чтобы снять напряжение в витках, конец арматуры следует временно закрепить к корпусу катушки метровым отрезком цепи. Если бухта поставляет без катушки, перед разрезанием фиксаторов необходимо закрепить на бухте 2–3 проволочных кольца, не препятствующих проскальзыванию стержней.
Вязка пространственных армирующих конструкций
Процесс сборки каркаса из стеклополимерной арматуры решительно отличается от вязки металлической. Корнем большинства отличий выступает практически неограниченная длина стержней: параллельная связка прутьев применяется крайне редко. Из-за этого каркас для всего изделия гораздо удобнее вязать по месту, а после сгружать в опалубку. Этому также способствуют малый вес и стойкость к коррозии: для сохранности стеклопластиковой арматуры достаточно лишь укрыть её от солнечного света.
Подготовку деталей каркаса, как и в случае со стальными стержнями, следует производить до начала сборки, то есть все работы ведутся преимущественно мануфактурным методом. Сведения рядов на углах и примыканиях следует выполнять вязкой перекрестий, а при необходимости увеличить погонаж — параллельным связыванием с перехлестом не менее 20 диаметров. Перекрестия вяжутся оплетанием каждого из перпендикулярных прутьев кольцом, которое стягивает арматуру межу собой. Для параллельного связывания устанавливается 3–5 опоясывающих хомутов в 2 витка. Можно использовать в этих целях как нейлоновые стяжки, так и ПЭТ-ленту с её последующей термоусадкой.
При необходимости включения в арматуру анкеровок сложной формы, их изгибают из металла, либо используют фабрично согнутые изделия в тех сочленениях конструкции, где стеклопластиковая арматура сможет выполнять свою работу. При этом необходимо увеличить толщину защитного слоя в месте установки стальных элементов, а связку разнородных материалов выполнять полимерной проволокой.