Стеклопластиковая арматура для перекрытия подвала

Обновлено: 04.05.2024

Композитная арматура появилась относительно недавно, однако она уже успела получить как положительные, так и отрицательные отзывы. Кто-то боится использовать её на солнце и в перекрытиях на изгиб, ну а кто-то вовсю расхваливает, приводя в качестве преимуществ небольшой вес.

Так давайте же разберёмся, в чем плюсы, а в чем минусы композитной арматуры. Может ли такая арматура тягаться со стальной, в плане сравнения характеристик и своих качеств.

Что такое композитная арматура

Композитная арматура изготавливается не из стали, как её предшественница, а из базальта и волокон стекла, которые связываются полимерной основой. В результате этого получается достаточно прочный материал, который обладает небольшой массой.

Сам процесс изготовления стеклопластиковой арматуры не такой сложный. Однако для его осуществления необходимо наличие специального оборудования и строгое соблюдение всех режимов производства. Композитная арматура подразделяется на монтажную и рабочую, также бывает распределительная и арматура для армирования бетонных конструкций.

Виды композитной арматуры

Композитная арматура в зависимости от состава используемых волокон при производстве бывает:

  • Базальтокомпозитная;
  • Стеклопластиковая;
  • Углекомпозитная;
  • Комбинированная композитная арматура;
  • Арамидокомпозитная.

Комбинированная композитная арматура производится с применением нескольких различных волокон. Наиболее выгодной ценой отличается стеклопластиковая арматура .

Плюсы и минусы композитной арматуры

Композитная арматура имеет как преимущества, так и недостатки, о которых должен знать непременно каждый застройщик.

К основным преимуществам композитной арматуры относятся:

Малый удельный вес . Данное преимущество позволяет использовать композитную арматуру для армирования легких конструкций, при изготовлении которых применялся ячеистый бетон. В целом же, применение композитной арматуры позволяет снизить вес строительных конструкций;

Низкая теплопроводность . Еще одним преимуществом является низкая теплопроводность композитной арматуры. В результате этого улучшаются теплоизоляционные показатели строения, не образуются так называемые «мостики холода» в бетонных конструкциях;

Высокая гибкость . Не менее важным преимуществом является и высокая гибкость композитной арматуры. Сама арматура поставляется в бухтах, что уже говорит о том, что её можно легко гнуть не ломая. Это преимущество композитной арматуры позволяет применять её более эффективно в ряде случаев при выполнении строительных и ремонтных работ;

Диэлектрические свойства . Являясь диэлектриком, композитная арматура не проводит электрический ток . В свою очередь это свойство позволяет добиться отсутствия радиопомех в здании, и в целом повысить его безопасность;

Отсутствие коррозии . Ну и, пожалуй, самым значимым плюсом композитной арматуры является тот факт, что она не ржавеет. По сравнению со стальной арматурой, которая подвержена коррозии, композитная арматура не портится под воздействием влаги и большинства химических веществ.

Конечно же, это далеко не все преимущества композитной арматуры, но самые главные из них, на которые стоит в первую очередь смотреть застройщикам.

В чем недостатки композитной арматуры

Теперь давайте поговорим про основные недостатки композитной арматуры, поскольку они также имеются:

Низкий модуль упругости . Данный показатель у композитной арматуры в 4 раза ниже, чем у стальной арматуры, даже при одном и том же сечении. По этой причине многие застройщики и задаются вопросом о том, а можно ли применять композитную арматуру для перекрытий;

Композитная арматура размягчается при нагреве до температуры в 600°С — и это основной её недостаток. Не нужно, наверное, говорить о том, что произойдёт со зданием в случае возникновения пожара. Сегодня данный минус решается путем защиты конструкций, для возведения которых применялась композитная арматура.

В отличие от стальной арматуры композитную арматуру нельзя варить, что также вносит свои коррективы в строительный процесс. Поэтому, что лучше использовать — композитную или стальную арматуру во многом зависит от типа конструкции, её назначения, а также ряда других факторов.

Очень часто мне задают вопрос: можно ли использовать композитную арматуру для армирования фундаментов, стен цокольного этажа, перекрытий и других монолитных железобетонных элементов. Постараюсь рассказать свое видение данного вопроса не только, как инженера-конструктора, но и как простого обывателя.

Постараюсь представить на время, что я не инженер и очень далек от темы строительства, как можно определиться, использовать композитную арматуру в конструкциях своего будущего дома или нет, ведь как говориться: «мой дом-моя крепость» и как-то не очень хочется, что бы эта крепость оказалась «пластиковой»)) Я бы, в первую очередь, поинтересовался у своих знакомых или соседей по участку, что они слышали об этом чуде, ведь как заверяют продавцы получается хорошая экономия по материалам, потому что композитная арматура намного прочнее металлической и за счет этого можно использовать меньший диаметр, да и сама она стоит дешевле, плюс ко всему она легче. Мне думается, в этом случае мне бы внятно никто ничего не объяснил, как впрочем и производители данного продукта. Можно еще обратить внимание на многоэтажное строительство, ведь там профессионалы, которые просчитываю экономическую выгоду от данного мероприятия и если композитная арматура имеет столько плюсов, да еще и дешевле, то эти ребята точно давно ее применяют и здорово экономят, а как следствие и зарабатывают. Но, к сожалению, за 10 лет своей работы, был на различных объектах, в том числе и промышленных, в качестве авторского надзора, либо на обследовании и нигде я не встречал применения данного вида арматуры, можно было бы на этом и остановиться, но я же инженер, поэтому приведу немного скучных цифр, не нужно быть специалистом, что бы их не понять.

11.07. 2017 года приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации был утвержден «СП 295СП 295.1325800.2017 Конструкции бетонные, армированные полимерной композитной арматурой. Правила проектирования» и был введен 01.12.2018. Если открыть данное СП, то в принципе метод расчета такой же, как и при проектировании с металлической арматурой, но если мы обратим внимание на таблицу, то увидим действительно, что предел прочности при растяжении у пластиковой арматуры в среднем почти в 2 раза выше, чем у обычной арматуры, но модуль упругости при растяжении у стеклопластиковой 45000Мпа, а у обычной 200000Мпа, разница существенная, так вот как раз из-за того, что модуль упругости мал, по сравнению с обычной арматурой, то разрушение конструкции с армированием из стеклопластика будет хрупким, т.е. оно произойдет не по растянутой арматуре (смысл любого расчета), а по сжатому бетону, грубо говоря пластиковая арматура прочнее, но хрупкая и при достижении максимальных нагрузок арматура, грубо говоря, «рвется», а не растягивается как обычная и, в следствии чего, времени на эвакуацию из аварийного помещения не будет.

Также нет опыта применения пластиковой арматуры в конструкциях, т.е. при расчете возможна ошибка которую не заметишь, если пересчитал к примеру 100 монолитных балок или плит перекрытия, то ты уже опытным путем знаешь какой примерный будет результат и в случае, если результат будет сильно отличаться от ожидаемого, начинаешь искать ошибку в расчете и если не найдешь, то обратишься к коллегам, в крайнем случае, если объект очень сложный к специалистам из экспертизы, так вот с композитной арматурой никто не сможет помочь т.к. нет опыта проектирования.

Вывод: Я думаю, что композитная арматура найдет свою нишу в строительстве, но на данный момент, я бы не стал применять ее в ответственных конструкциях, таких как фундаменты, колонны, плиты перекрытия, балки и пр., считаю, что можно применять в таких конструкциях как полы по грунту, входные группы, армирование отмостки и пр., т.е. все не ответственные конструкции где не возникает моментов и сосредоточенных сил.

Стальная арматура подорожала почти вдвое и у многих появился резонный вопрос: можно ли заменить её стеклопластиковым аналогом? Давайте рассмотрим основные характеристики обоих видов и узнаём точный ответ на этот вопрос.

Предмет рассмотрения и немного теории

Для ненапряженных конструкций используется арматура А240, А400, А500, А500С.

  • А240 — это гладкая арматура, которая используется как вспомогательная. Гладкая арматура необходима в качестве хомутов для пространственных каркасов и привязки сеток из рабочей арматуры.
  • А400, А500, А500С — это рабочая арматура, которая воспринимает растягивающие усилия от собственного веса конструкций и внешних нагрузок.

Если говорить про арматуру А500, то для её производства применяются сплавы с содержанием углерода выше 0,6%. Данный показатель говорит, что гибкость и свариваемость этой арматуры ограничены.

А500С содержит углерода в два раза меньше, а значит она более пластична, прекрасно гнётся и хорошо сваривается. По этой причине в малоэтажном строительстве преимущественно применяется арматура А500С. Приставка «С» означает, что арматура сварная. Профиль этой арматуры выполнен в серповидной форме для улучшения адгезии с бетоном; продольные рёбра при этом не пересекаются с боковыми. Ещё её называют арматурой периодического сечения.

Композитная арматура представляет собой стержни из стеклянных, базальтовых, углеродных или синтетических волокон, пропитанных полимерным связующим. Образцы из углеродных или синтетических волокон можно не брать в расчёт из-за очень высокой стоимости — в частном строительстве её не применяют. Остановимся на самом доступном и распространённом варианте — стеклопластиковой арматуре.

Стеклопластиковая арматура подразделяется на несколько видов:

  • арматура с периодическим (классическим) профилем;
  • с песчаным покрытием;
  • с периодическим профилем и песчаным покрытием.

Песчаное покрытие наносится для усиления адгезии с бетоном.

Для сравнения возьмём стеклопластиковую и стальную арматуру А500 с одинаковым сечением 12 мм.

Параметры сравнения

Сразу оговоримся: мы не будем рассматривать чисто маркетинговые параметры, такие как долговечность, коррозионная стойкость, экологичность, электропроводность, теплопроводность, огнестойкость и прочие косвенные характеристики. Рассмотрим основные, можно сказать, фундаментальные параметры — это прочность, жёсткость и относительное удлинение.

Все несущие конструкции рассчитывают по двум группам предельных состояний. Первая: расчёт конструкции на прочность и устойчивость. Вторая: на прогиб, деформацию и величину раскрытия трещин. Говоря проще, расчёт сводится к определению двух величин: 1 — сопротивление внешним нагрузкам или прочность; 2 — сопротивление деформации или упругость. То есть, монолитная конструкция считается надёжной при соответствии одновременно двум параметрам.

Прочность

Для арматуры А500 предел прочности на растяжение равен 500 МПа. У стеклопластиковой арматуры этот показатель составляет 1200 МПа. Судя по этим числам, стеклопластиковая арматура вдвое прочнее стальной. Об этом любят говорить производители композитов. Но в таком пределе прочности совершенно нет необходимости, потому что он будет работать в бетонной конструкции всего на 20–30%. Это можно сравнить с кузовом автомобиля — если увеличить толщину стали в три раза, с одного миллиметра до трёх, то будет ли в этом толк? Да, прочность кузова увеличится в три раза, но есть ли в этом смысл? В бетонной конструкции всё то же самое.

Жёсткость или упругость

А вот следующий показатель — жёсткость, прямо укажет на разницу двух материалов. Жёсткость — это способность материала сопротивляться изменению формы при сохранении объёма. Жёсткость металлоарматуры — 200000 МПа; у стеклопластика — 55000 МПа. Это означает, что металл практически в 4 раза жёстче, чем стеклопластик. А вот это настоящая проблема для композита, поскольку для арматуры основной показатель — это упругость или жёсткость. То есть, арматура должна быть более упругой, чем бетон. А при таких значениях жёсткость стеклопластиковой арматуры приближается к жёсткости самого бетона. Простыми словами — пластиковая арматура практически не добавляет жёсткости монолитной конструкции. И вот на этом месте возникает резонный вопрос — а для чего она вообще нужна?

Относительное удлинение

Теперь об относительном удлинении. У металлоарматуры этот показатель составляет — 0,25%; у стеклопластика — 2%. Это значит, что монолитная конструкция, армированная пластиком, способна деформироваться на 2%. Такой деформации бетон попросту не выдержит. В качестве примера рассмотрим монолитную балку длиной 3 метра. Если дать на неё предельную нагрузку сверху, то в работу вступит нижний ряд арматуры. При относительном удлинении 0,25% величина расширения трещин составит 7,5 мм и балка прогнётся на небольшую величину. При относительном удлинении 2% величина расширения трещин составит 60 миллиметров. Балка при этом прогнётся ещё больше и в ней появятся огромные трещины. Бетон неспособен сохранять устойчивость при таких деформациях.

Вывод

Как и было написано выше, если арматура не проходит хотя бы по одному из двух параметров (прочность и жёсткость), то использовать её категорически нельзя! Стальная арматура проходит и по прочности, и по жёсткости; стеклопластиковая — только по прочности.

Стеклопластиковую арматуру можно использовать в качестве гибких связей для облицовочной кладки, при армировании стяжек, отмосток и садовых дорожек. На этом сфера её применения заканчивается.

А вы применяли композитную арматуру? Напишите, какой получился результат!

Друзья, нас уже больше 110 тысяч! Поставьте лайк, подпишитесь на канал, поделитесь публикацией — мы работаем , чтобы вы получали полезную и актуальную информацию!

Железобетон (железо + бетон) на протяжении 200 лет служил людям верой и правдой, но буквально несколько десятилетий назад производители нам подкинули еще один новый материал — полимер-композитную арматуру (далее ПКА) , которая в сфере частного домостроения стала очень сильно конкурировать с "классикой" — со стальной арматурой. На текущий момент, она в действительности пользуется очень высоким спросом у застройщиков.

Часто от них можно слышать, что композитная арматура существенно удешевляет стоимость строительства там, где требуются большие объемы армирования конструкций, поэтому ее используют и в фундаментах, и в несущих колоннах, и в перекрытиях, другими словами там, где за металл нужно выложить 70-80 т.р., а композитная арматура выходит в половину дешевле.

Есть ли еще причины кроме хорошей цены, почему ПКА (полимер-композитная арматура) пользуется большим спросом?

Я сам не один раз сталкивался с ней, и признаюсь, бетонировал септик с использованием именно композитной арматуры. Подтверждаю, что кроме заманчивой цены, есть еще преимущество — с ПКА легче работать.

Она имеет гораздо меньший вес, доставка возможна на своем автомобиле, легко режется и при размотке из бухты имеет неограниченную длину, с ее помощью можно армировать конструкции требуемой длины без каких-либо нахлестов и стыков, а соответственно меньше отходов и коротких обрезков. А стальные прутки, извините, ограничиваются длиной 11,7 и 5,85 м.

Но, проблема в том, что по факту, применение ее в индивидуальном строительстве очень и очень ограничено, о чем к сожалению из производителей мало кто признаётся.

Если посмотреть дальше, то на этом преимущества ПКА то и заканчиваются.

Для усиления анкеровки внутри бетонной конструкции я металл легко сгибаю в крюк, делаю загиб петлей, на предприятиях концы прутков сплющивают в грибок, а что с композитным прутком? Это является огромным минусом. При работе на растяжение ПКА имеет эффект продёргивания внутри бетона, потому как анкеровка ее невозможна и вообще отсутствуют какие-либо варианты. Вообще! Ни согнуть, ни приварить, ни сплющить.

Да, стеклопластик на разрыв при растяжении прочнее приблизительно в 3 раза, но грош цена этому свойству, если арматура проскальзывает внутри бетона и прогибается. Прут не работает сам по себе, он работает внутри бетона, вот как раз здесь и важен такой параметр, как модуль упругости. В сопромате он показывает, как деформируется тело под нагрузкой: чем этот модуль выше, тем меньше изгиб в точке при приложенной нагрузке.

Факт состоит в том, что модуль упругости ПКА в четыре раза меньше стали, поэтому, чтобы использовать композит вместо стали, нам нужно увеличить площадь сечения прутка в 4 раза! Выгодно ли это? Однозначно "Нет"! Если этого не сделать, то конструкция остается недостаточно жесткой, она не способна препятствовать прогибу конструкции и раскрытию трещин в растянутой зоне (Вторая группа предельных состояний).

И последний основной удар по ПКА: бетонная конструкция с использованием композитной арматуры внезапно обрушивается при воздействии на нее температуры больше или равной 87°С. Именно такую температуру нужно поддерживать на протяжении 13 минут, чтобы связывающие смолы в ПКА начали разрушаться. При этом, куски бетонного перекрытия или колонн не повиснут на прогнутых прутьях, если бы это была сталь, а обрушатся на голову из-за хрупкости полимера.

От автора

Друзья, я нахожу применение ПКА только при сооружении НЕ ответственных конструкций: туалеты, заезды и выезды, тротуары, септики, отмостки, фундаменты для заборов.

Иногда, применяют ПКА когда требуется получить от конструкций те свойства, которые с металлом несовместимы, а это: радиопрозрачность, химическая инертность и т.п., но вряд ли это относится к индивидуальному строительству, поэтому считаю, что полимер-композитную арматуру применять на частных домах совершенно нерационально.


Композитная арматура подходит для усиления монолитных конструкций. В основе материала находится пучок полимерных нитей, покрытых вязкой смолой. Стержни изготавливают на основе стекловолокна, углеволокна, базальтовых волокон или комбинированных полимеров.

Устройство плитного фундамента

Монолитный фундамент представляет собой плиту с арматурным каркасом или без него. Форма плиты повторяет форму первого этажа. Заливка плиты проводится на подушку из щебня и песка или на выровненный и уплотненный грунт.

Преимущества плитного фундамента:

  • Конструкция подходит для любого типа грунта.
  • Высокая несущая способность бетонной плиты.
  • Минимальные подвижки несущей конструкции.
  • Уменьшенная нагрузка на 1 кв. м. фундамента.
  • Хорошие изоляционные характеристики.
  • Упрощенная конструкция опалубки и армирующего каркаса.
  • Быстрая заливка раствора в опалубку с простой формой.
  • Плита может быть черновым полом первого этажа.

Монтаж плитного фундамента не исключает наличие подвала или цокольного этажа. Выполнить заливку плиты можно ниже линии промерзания грунта. Возможность строительства заглубленного фундамента зависит от геологических характеристик участка. Построить заглубленный фундамент нельзя при высоких грунтовых водах, при значительных подвижках грунта.


Для чего нужно армирование монолитной плиты

Монолитная бетонная плита хорошо выдерживает нагрузки на сжатие. Но нагрузки на растяжение или на изгиб постепенно приводят к разрушению конструкции. Неравномерная передача нагрузки на бетонную плиту приводит к появлению изгибающего момента.

Запомните:

Армирующий каркас увеличивает прочность плиты и продлевает время службы фундамента.

Наличие каркаса из арматуры повышает устойчивость бетонной плиты к нагрузкам на растяжение и на изгиб. Модуль упругости арматуры выше, чем модуль упругости бетона. Арматурный каркас не позволяет бетону растягиваться. Поэтому армированный фундамент обладает максимальной надежностью.

Инструменты и материалы для армирования плиты фундаментане

Для монтажа арматурного каркаса можно использовать 2 вида материалов. Металлический каркас собирается с помощью сварки или на проволоку. Крепление стеклопластиковой арматуры для фундамента-плиты проводится пластиковыми стяжками.

Какие инструменты понадобятся для сборки каркаса:

  • болгарка;
  • кусачки для арматуры;
  • фиксаторы из металла или пластика;
  • плоскогубцы;
  • молоток;
  • рулетка;
  • рабочие перчатки;
  • защитные очки.

Для установки собранного каркаса нужны подставки, чтобы приподнять решетку над основанием. Монтаж фиксаторов позволяет избежать деформации и смещения каркаса.

Последствия неправильного армирования плитного фундамента

Неправильное армирование плитного фундамента приводит к серьезным последствиям:

  • Появление трещин в монолитной бетонной плите.
  • Коррозия металлической арматуры из-за попадания воды в трещины.
  • Образование трещин в стенах жилого дома.
  • Деформация постройки из-за нарушения целостности фундамента.

Перед монтажом плиты важно правильно рассчитать нагрузки, выбрать сечение арматуры и марку бетона согласно ГОСТ и СНиП.

Сравнение металлической и композитной арматуры для фундамента плиты

Композитная арматура для монолитной плиты по многим характеристикам превосходит стальную Сравнительные характеристики двух материалов:

  • По прочности на разрыв стеклопластиковая арматура в 3 раза превосходит стальную (1200 МПа у композитной против 360 МПа у металлической).
  • Теплопроводность у композитных прутьев меньше, чем стальных. Установка композитного каркаса уменьшает потери тепла через фундамент. Это позволяет уменьшить расходы на отопление дома.
  • Металл проводит электричество и искажает радиоволны. Полимеры не проводят ток и не влияют на беспроводные сигналы.

Композитная арматура поставляется в бухтах, а металлическая — в прутках. Цену композитного материала принято указывать за погонный метр, а не за вес. Стеклопластиковая арматура стоит дешевле на 25-30%, чем стальные аналоги равного диаметра.

Армирование плитного фундамента композитной арматурой


Композитная арматура в плитном фундаменте образует каркас, который увеличивает надежность бетонной плиты. Поверхность композитных прутьев бывает гладкой или шероховатой. Некоторые виды арматуры имеют ребра, идущие по спирали. Ребристая поверхность улучшает сцепление стержней с массой бетона.

Преимущества использования стеклопластиковой арматуры в монолитной плите

У армирования фундаментной плиты стеклопластиковой арматурой много преимуществ. Почему стоит выбрать этот материал:

  • Высокая прочность полимерных нитей на разрыв.
  • Устойчивость к коррозии при контакте с водой.
  • Стойкость к действию агрессивных химических веществ.
  • Низкая теплопроводность, отсутствие «мостиков холода».
  • Свойства материала не меняются при температуре от -70°C до +200°C.
  • Низкий удельный вес облегчает монтаж арматурного каркаса.
  • В состав стеклоарматуры входят экологичные вещества.
  • Длина прута для монтажа каркаса не ограничивается.
  • Каркас не создает помех для радиоволн, мобильной связи и Wi-Fi.

Использование композитной арматуры в плитном фундаменте продлевает срок службы дома в 2-3 раза. Армированная плита будет служить 50-80 лет без необходимости ремонта.

Недостатки


Композитная арматура плохо выдерживает нагрузки на прогиб. Нагрузка, от которой стальной прут согнется, приведет к разрыву композитного прута. Применять стеклоарматуру для монтажа балок и плит перекрытия не рекомендуется.

По прочности на прогиб стеклопластик уступает металлу (200 000 МПА у металла и 55 000 МПа у композита). Но в монолитных фундаментах нет изгибающих нагрузок, с которыми не справилась бы арматура из стеклопластика.

Запомните:

Композитная арматура в плитном фундаменте не снижает прочность конструкции. На плиту не поступают чрезмерные нагрузки на прогиб, поскольку фундамент опирается на грунт всей площадью.

Особенности использования композитной арматуры в монолитном фундаменте

Армирование монолитной плиты композитной арматурой проводят без сварки. Арматурный каркас связывают пластиковыми хомутами. Расстояние между продольными и поперечными прутьями должно быть одинаковым. Иначе каркас не будет эффективно защищать бетон от растяжения.

Этапы монтажа композитного арматурного каркаса:

  1. Установка опалубки для заливки бетонного раствора.
  2. Подготовка композитных прутов нужной длины.
  3. Укладка первого ряда параллельных прутьев.
  4. Укладка второго ряда прутьев, перпендикулярного первому.
  5. Связывание двух рядов прутьев в сетку с квадратными ячейками.
  6. Создание второй сетки по аналогии с первой.
  7. Подъем первой сетки на низкие подставки на дне котлована.
  8. Подъем верхней сетки на высокие вертикальные стойки.
  9. Заливка бетонной смеси в подготовленную опалубку.

Расстояние от прутьев до опалубки или дна траншеи должно быть не менее 3 см. Для придания каркасу нужной формы используются фиксаторы из пластика (формата «стойка» и «звездочка»).

Правила работы со стеклопластиковой арматурой

От поверхности композитной арматуры могут отходить тонкие волокна. При работе без перчаток в ладонях может появиться жжение из-за невидимых заноз. Работать с композитными материалами нужно в прорезиненных перчатках.

Отрезать от бухты прутья нужной длины можно:

  • болгаркой;
  • болторезом;
  • арматурными кусачками;
  • ножовкой по металлу.

При нарезке стеклопластиковой арматуры для монолитной плиты фундамента стоит использовать защитные очки.

Выводы

Применять композитную арматуру для плитного фундамента можно, это позволит значительно сэкономить на монтаже без потери прочности плиты. Композитные прутья не ржавеют от намокания. Стоит использовать их при строительстве дома на участке с высокими грунтовыми водами или на заболоченной почве.

Читайте также: