Преимущества стеклопластика перед бетоном

Обновлено: 24.04.2024

Стеклопластик представляет собой вид композиционного материала, состоящий из стекловолокнистого наполнителя (стеклянного, кварцевого или другого) и связующего вещества (термореактивных и термопластичных полимеров).

Стеклопластик обладает низкой теплопроводностью (как у древесины), высокой прочностью (как у стали), а также влагостойкостью, биологической стойкостью и атмосферостойкостью полимеров. При изготовлении аналогичных изделий из стали и стеклопластика стеклопластиковые конструкции будут весить в 2–3 раза меньше.

Коэффициент линейного расширения стекловолокна составляет от 11 до 13*10⁶ 1/°С (является близким к стеклу), что делает его наиболее подходящим материалом для изготовления светопроницаемых конструкций. Плотность данного вещества, полученного путем намотки или прессования, достигает от 1,8–2,0 г/см³. Стеклопластик считается одним из самых недорогих и доступных композиционных материалов, при этом устойчив к действию химикатов и обладает отличными эксплуатационными показателями, которые доказаны успешным применением стеклопластиковых труб в различных химических средах.

Стеклопластик уступает стали по значению абсолютного предела прочности и по весу (в 3,5 раза), но превосходит ее по удельной прочности.

Сравнивая изделия из стеклопластика с аналогичными из бетона и металла, очевидно, что по ряду отдельных характеристик последние превосходят данный композитный материал. Однако, общая совокупность свойств стеклопластика (легкость и прочность, устойчивость к коррозии и химическая стойкость, низкая теплопроводность) делает продукцию из данного материала крайне востребованной в различных сферах. Например, в системах очистки стоков (так называемые ЛОС), применяемых в сегменте ЖКХ, стеклопластик занял прочные позиции и практически вытеснил бетон и металл. В химической отрасли все большей популярностью пользуется оборудование и продукция из стеклопластика для хранения и логистики химически агрессивных жидкостей и материалов.

В настоящее время для изготовления водоочистных сооружений применяется широкий спектр конструкционных материалов. Часть из них (сталь, железобетон) хорошо знакома строителям и проектировщикам. Другие (полипропилен, поливинилхролид, стеклопластик) получили распространение лишь сравнительно недавно.

Таким образом, выбор конструкционного материала целесообразно производить с учётом специфики объекта, на котором будет использоваться данное очистное сооружение, учитывая достоинства и недостатки материала, а также его эксплуатационные характеристики.

Рассмотрим подробнее наиболее распространённые материалы:

Железобетон

Плюсы: Традиционным конструкционным материалом, применяемым для водоочистных сооружений, является железобетон. Сооружения из железобетона являются высокопрочными, могут выдерживать значительные перепады температуры, а также химически инертны. При правильной эксплуатации железобетонное сооружение может исправно функционировать в течение долгого времени, при этом эксплуатационные расходы на его содержание не велики.

Минусы: К недостаткам можно отнести сравнительно высокую стоимость таких сооружений, значительная часть которой обусловлена трудоёмким монтажом. Фактически, специфика материала не позволяет изготовить комплектное изделие удалённо – изготовление ёмкости и монтаж оборудования производятся на месте дальнейшей эксплуатации. Так же зачастую на месте установки необходимо проводить дополнительные строительные работы, обусловленные большим собственным весом железобетонных сооружений.

Сталь

Плюсы: Водоочистные сооружения из стали также находят широкое применение благодаря своей низкой стоимости и хорошим прочностным характеристикам. Кроме того, важными преимуществом стали (и рассмотренного выше железобетона) для проектировщиков является широкая нормативная база по проектированию и множество типовых проектов водоочистных сооружений из данного материала.

Минусы: К сожалению, изделия из стали недолговечны и подвержены коррозии. В течение же своего срока службы они требуют значительных расходов на проведение всех противокоррозионных мероприятий и поддержание работоспособности сооружения. Так же стоит учитывать, что применение стальных водоочистных сооружений ограничено рядом природоохранных правовых документов, в связи с вышеописанными рисками их разрушения.

Полипропилен

Плюсы: В конце двадцатого века для изготовления водоочистных сооружений и сетей канализации стали активно применять полимерные материалы (полипропилен, поливинилхлорид). При сравнительно низкой стоимости, сооружения из полимеров обладают вполне удовлетворительными характеристиками – длительным сроком эксплуатации при низких эксплуатационных расходах, химической устойчивостью, низкой электрической проницаемостью.

Минусы: К сожалению, ряд недостатков значительно снижает область их применения. Так, по прочности сооружения из полимеров, значительно уступают традиционным конструкционным материалам, особенно в устойчивости к ударным и динамическим нагрузкам. Рабочий температурный диапазон у полимеров также значительно уже. Так, рабочая температура составляет 65 ºС у полипропилена и 45 ºС у ПВХ. При этом при повышении температуры прочностные характеристики полимерных изделий ухудшаются. Так же данные полимеры неустойчивы к воздействию ультрафиолета и ряда органических растворителей.

Стеклопластик

Плюсы: Стеклопластик, в качестве конструкционного материала для водоочистных сооружений, также получил широкое распространение относительно недавно. Стеклопластик является композиционным материалом, состоящим из волокнистого наполнителя и полимерного связующего. Благодаря этому, стеклопластиковые изделия обладают хорошими прочностными характеристиками (стеклянные волокна могут выдерживать значительные растягивающие нагрузки, а полимерное связующие – сжимающие) в сочетании с малым весом конечного изделия, долговечностью, не требуют значительных эксплуатационных расходов и химически инертны.

Минусы: К недостаткам стеклопластика можно отнести его высокую стоимость, обусловленную сложностью и высокими требованиями к организации его производства. В связи с этим целесообразно будет рассмотреть подробнее технологию изготовления изделий из стеклопластика и возможные её нарушения на этапе производства, которые могут привести к радикальному снижению эксплуатационных характеристик готовой продукции.

Красочные, практичные и недорогие изделия из стеклопластика, созданные мастерами компании Craftmuse, уже много лет радуют наших клиентов. Есть масса причин использовать при создании нашей продукции, которая представлена рекламными изделиями и предметами декорирования интерьера стекловолокно.

Этот вид материалов – композитное соединение стекловолокон, соединенного наполнителем, имеет ряд потрясающих характеристик. Их мы и рассмотрим.

Недостатки и преимущества

Огромной популярностью стеклопластик, как основа для производства множества видов изделий обязан своим положительным свойствам. Их заметили все производители и потому, он так активно используется повсеместно. Перечислим основные плюсы стекловолокна:

Небывалая прочность структуры материала, которую можно сравнивать с показателями стали. При этом изделия из стеклопластика в разы легче металлических;
Долговечность. Время и воздействия коррозии не страшны стекловолокну. Материал не подвержен воздействию жидких сред и солнца. Лишь механическое воздействие, способно повлиять на этот композитный материал;
Стеклопластиковые изделия отличаются высокой степенью теплоизоляции;
Материал легко подвергается обработке, из-за чего у него огромнейшая сфера применения. От мелких безделушек, вроде детских игрушек, до высокотехнологичной мебели.
Изделия с тем же функционалом из стеклопластика будут стоить гораздо меньше аналогов.

Минусы у этого материала тоже есть, но они в целом теряются на фоне преимуществ. К негативным чертам стекловолокна можно отнести:

Ломкость. При значительных нагрузках материал легко дает трещины;
Вследствие этого материал может легко пропускать другие вещества внутрь своей структуры.

Области применения

Места, в которых стеклопластики находят применение, уже вскользь упоминались выше. Стоит разобрать этот момент подробнее с указанием областей, в которых работает наша компания Craftmuse.

Главным направлением в работе фирмы являются предметы дизайна и сферы развлечений.

К этому относится:

Производство из стекловолокна предметов меблировки помещений. Это как пример, обстановка детских комнат, игровых помещений супермаркетов;
Рекламные объекты. Фигурки героев мультипликации и других областей искусства, различные безделушки в интерьер и игрушки;

Для создания широкого сортимента продукции у нас в штате трудятся профессиональные дизайнеры и художники. Их работа и творчество составили обширный список готовых изделий, которые мы выставляем на продажу. Кроме того их профессионализм позволяет нам предоставлять услугу работы на заказ. После беседы с заказчиком может родиться совершено уникальный проект, который станет воплощением креативных идей всего нашего творческого штаба.

Закрепляется творческое начало сотрудником Craftmuse, профессиональным оборудованием для работы со стекловолокном. Именно так, в тандеме креатива и передовой технической мыли и рождаются шедевры.

До недавнего времени считалось что, альтернативы стальной арматуре нет и не может быть.

Бурное развитие химической промышленности опровергло это суждение, подарив человечеству большое количество новых синтетических материалов, в том числе прочный композит.

Из него стали изготавливать стержни, которые по своим характеристикам не уступают стальным прутам. В России уже в начале нулевых XXI века строители стали повсеместно вязать каркасы для монолитных фундаментов из композитных прутов.

Что это такое?

Это неметаллические стержни гладкого и периодического профиля. Их изготавливают из волокон, как природного, так и синтетического происхождения, которые затем пропитывают вязким полимером.

Классификация

Неметаллические стержни разделяют по основному исходному материалу на три группы:

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам композитной арматуры относятся следующие показатели:

Прочность на разрыв. Разрывная прочность является важнейшей характеристикой арматуры так, как она в монолите фундамента испытывает разрывные нагрузки. Прочность на разрыв композитных стержней в несколько раз выше стальных аналогов. Эта особенность полимерных длинномеров заметна, когда по расчётам композит ø 8 мм способна заменить стальные стержни ø 12 мм.

Сказать проще, характеристика влияет на растрескивание монолита. Чем выше её величина, тем больше риск разрушения бетонной конструкции.

Полимерный материал в отличие от стальных изделий переносят небольшими партиями в опалубку вручную.

Сравнительная таблица

Для того, чтобы понять, насколько легче композит стальной арматуры, представлена таблица:

Диаметр, мм	Вес 1 погонного метра арматуры, грамм
Диаметр, мм	Композит	Сталь
Ø 6	56	220
Ø 8	94	390
Ø 10	145	615
Ø 12	200	890
Ø 14	280	1210
Ø 16	460	1580
Ø 18	560	2000
Ø 20	630	2470
Ø 22	730	2980
Ø 24	850	3850

Плюсы и минусы применения

Чтобы оценить преимущества и недостатки композита нужно взвесить все плюсы и минусы полимерного материала по сравнению со стальными стержнями.

К преимуществам полимерных материалов следует отнести следующее:

Лёгкий вес позволяет вручную манипулировать большими объёмами стержней при вязке каркаса фундамента, что на монтаже аналогичной стальной основы потребует больших усилий от рабочих.
Композитная арматура диаметром до 6 мм реализуется скрученной в бухты. Это позволяет использовать для её транспортировки даже легковые автомобили.
Невосприимчивость к коррозии даёт возможность хранить композитную продукцию в любых условиях. Единственным ограничением является хранение под навесом для защиты от ультрафиолета.
Диэлектрические свойства полимера способствуют проницаемости монолитных конструкций радиосигналами. Это не создаёт помех для работы радиоэлектронных устройств.
Небольшая теплопроводность каркаса повышает теплоизоляционные характеристики монолитных бетонных конструкций.
Экологичность композитной продукции заключается в отсутствии вредных испарений при её разложении.

Внимание! Основное преимущество композита перед стальной продукцией заключается в более выгодной цене.

Для наглядного примера ниже приведена сравнительная таблица.

К недостаткам композита следует отнести следующие факторы:

Упругость материала не даёт согнуть композитный стержень – он сразу ломается. При необходимости выполнения сложных узлов армокаркаса полимерные стержни совмещают со стальными стержнями.
Невозможность применения сварки. Композит от сильного нагрева (выше 1500 С) разрушается. На заводе можно заказать стекловолоконные стержни с металлическими концами, чтобы была возможность сваривать арматуру в единый каркас.
При резке стержней возникает опасность попадания мелкой острой пыли в органы дыхания и зрения. Работник должен работать в респираторе и защитных очках.

Правила работы с материалом

Работа с полимерными изделиями должна выполняться с соблюдением следующих правил:

Брать, перемещать композитные стержни следует надев перчатки. Для этого лучше использовать хлопчатобумажные перчатки или рукавицы с нанесённым на тыльную сторону латексного покрытия.
Бухты со стержнями диаметром до 10 мм переносят вручную. А бухты с композитом диаметром 12 мм и более перекатывают по территории. Нельзя допускать падения арматурной скрутки с высоты более чем 500 мм.
Разматывают бухту только в вертикальном положении. Удаляют элементы упаковки и оставляют кольца, чтобы было удобнее нарезать арматуру на отрезки нужной длины.
Режут композит диаметром до 8 мм угловой машинкой. Более крупные стержни разрезают дисковой пилой. Резчик должен работать в защитных очках и перчатках.
Вязку арматуры осуществляют с помощью стальной проволоки и нейлоновых хомутов. Как это делается – смотрите ниже.

Сборка каркаса и вязка элементов

Монтаж композитного каркаса отличается от стального.

Есть ли отличия армирования разных видов оснований?

Монолитные фундаменты бывают столбчатыми, ленточными и плитными конструкциями. Правила армирования для всех видов монолитных оснований одинаковы. Это в основном относится к нормативным зазорам между опалубкой, днищем и арматурным каркасом.

Отзывы

Потребитель всегда хочет развеять свои сомнения в том или ином продукте. Для этого он нередко обращается к сетевым форумам. Форумы, обсуждающие достоинства и недостатки композитной арматуры, помогают застройщику сориентироваться в правильном выборе марки полимерных стержней.

Многочисленные отзывы тех на различных форумах, кто пользовался композитной арматурой для возведения монолитных конструкций, в том числе и фундаментов, можно обобщить в следующей редакции:

предпочтение композитной арматуре отдавали застройщики, у которых подвал дома планировался стать жилым помещением;
выбор в пользу полимерной арматуры делался с целью существенного снижения давления дома на слабое грунтовое основание;
при большом изгибающем моменте в основании фундаментной плиты выбирали композит в качестве арматуры, стержни которой в 3 раза прочней на разрыв стальных длинномеров;
привлекательной особенностью полимерных стержней является их полная невосприимчивость коррозии.

Вот несколько форумов, где проходит активное обсуждение преимуществ и недостатков пластиковой арматуры для вязки арматурных каркасов по сравнению со стальным стержнями, обмен опытом применения композита в домашнем строительстве:

Видео-отзыв об использовании стеклопластиковой арматуры для фундамента:

Заключение

При выборе вида арматуры для заливки монолитного фундамента, нужно в каждом конкретном случае взвесить все за и против стали или композита. Здесь играет большую роль не только прочность и надёжность, но и стоимость продукции.

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.

Читайте также: