Для каких целей используется пластиковая арматура? Зачем выполняют армирование фундамента? Данные вопросы актуальны для новичков в строительном деле, попробуем выяснить плюсы и минусы использования арматуры в современном строительстве. Пластиковая арматура для фундамента в строительной отрасли используется достаточно давно. С ее помощью можно увеличивать прочность бетонных сооружений. В основном арматуру делают из прочной стали, обладающей прекрасными техническими параметрами. Пластиковая арматура по прочности в 7-8 раз лучше самого бетона. Располагая прутья арматуры в бетоне, можно получить монолитную систему, эксплуатационный срок службы которой составляет несколько десятков лет.
Разновидности материала для укрепления фундамента
Пластиковые прутья для фундамента появились в строительной сфере относительно недавно. В основном арматурные прутья изготавливают из стали. В зависимости от степени ребристости выделяют профилированную и гладкую форму.
Совет! В том случае, когда необходимо равномерно распределить нагрузку, применяйте ребристую форму.
Для придания определенной конструкции желаемой формы применяют гладкую арматуру.
Характеристики
Пластиковая арматура для фундамента в наши дни активно продвигается на современном строительном рынке. Далеко не все профессионалы рекомендуют данный материал для укрепления фундамента. Пластиковая арматура: плюсы и минусы, поговорить о них следует подробно, чтобы проанализировать эффективность использования данного материала в строительстве.
Пластик не проводит электрический ток, поэтому пластиковая арматура подходит для обустройства заземления. Ее вес в 4-5 раз уступает массе стальных аналогов. Данный материал предлагается потребителям в специальных бухтах.
Форму стальным прутьям придают непосредственно на строительной площадке. С полимерными материалами подобные действия провести не получится. Если для обустройства фундамента вам потребуются пластиковые прутья неправильной формы, необходимо заранее заказывать их на заводе.
Внимание! Своими силами невозможно изменить форму полимерной арматуры.
Пластиковая арматура, отзывы о которой можно найти на строительных сайтах, изготавливается из высокомолекулярного соединения органического происхождения, что обеспечивает данному материалу химическую стойкость к агрессивным веществам. Пластик не разрушается в случае попадания в бетон избыточной влаги. Если соблюдать все технологические требования, предъявляемые к данному материалу, получаемая конструкция будет сохранять первоначальные характеристики на протяжении десятилетий. Отметим и минусы данного материала.
Пластик плавится при температуре 200-300 градусов, а температура плавления стали составляет 600 градусов. Фундамент, выполненный из бетона с добавлением пластиковой армированной арматурой, спустя незначительный промежуток времени, провиснет. Причина подобного явления заключается в коэффициенте удлинения, он превышает в 10-11 раз его значение для стали. Также провисание наблюдается и при обустройстве ленточного фундамента.
Совет! Если в планах строительство монолитного двухэтажного дома, лучше воспользоваться классической стальной арматурой.
О параметрах материала для создания фундамента
При выборе материала для фундамента, необходимо учесть состояние грунта, материал стен и кровли. При определении диаметра анализируют сыпучесть грунта, степень его промерзания в зимнее время, массу возводимого сооружения. Стеклопластиковые прутья подразумевает использование стержней из прочных стеклянных волокон.
Основные достоинства данного материала, выделяемые потребителями, это незначительный вес и высокая прочность. Применяют стеклопластиковую арматуру как альтернативу металлическим конструкциям. Преимущество пластиковых прутьев заключается в стойкости к процессу коррозии. Выделяют две разновидности подобного полимерного материала: базальтовую и полимерную арматуру. У полимерной основы несущественный вес, она в основном применяется в индивидуальном строительстве. Стеклопластиковый материал является композитным прутом, отличающимся незначительным весом. Основное его предназначение состоит в укреплении и связке конструкций из бетона.
При использовании арматуры такого вида укрепляют сооружения на прочном основании, а также армируют ненапряженные бетонные фундаменты. Стеклопластиковые прутья подходят для газобетона, асфальтобетона. Отзывы свидетельствуют о том, что у подобного материала минусы практически отсутствуют, поэтому они вполне могут стать альтернативой для тяжелых стальных конструкций. Применять такую арматуру можно при возведении непредвиденных конструкций. Обладатели дачных загородных участков приобретают такие прутья для создания опор под растения.
О характеристиках
У стеклопластикового прута существуют следующие характеристики:
- параметры шага спиралевидной формы;
- максимальный вес;
- внутренний и наружный диаметр.
При изготовлении арматуры такого вида применяют следующую нумерацию: 4, 5, 5; 6, 7, 8, 10, 16, 14, 18. Эти цифры совпадают с параметрами наружного диаметра. При изменении номера профиля изменяется вес конструкции, а также параметры наружного диаметра.
Внимание! Значение шага профиля неизменное, он составляет 1,5 см.
Массу прута рассчитывают с учетом номера профиля. Данный параметр находится в диапазоне 0,02 - 0, 42 кг на один погонный метр. В составе композитного прута есть несколько элементов. Первая часть представлена в виде основного ствола. Он изготовлен из размещенных параллельно волокон, объединенных в одну структуру с помощью полимерной смолы. В видео представлена интересная информация о полимерной арматуре
Эта часть конструкции отвечает за прочность. Второй элемент стеклопластиковой арматуры - волокнистое сырье. Он представлен в виде песчаного напыления либо навивки в двух направлениях. Плюсы данного материала в том, что предлагают его покупателям в виде огромных бухт. По мере надобности их разворачивают, делая прут пригодным для осуществления определенных строительных задач. Стеклопластиковую арматуру транспортируют в горизонтальном виде.
В современном промышленном и частном строительстве все чаще осуществляется замена стальной арматуры полимерными прутьями. У стеклопластика есть такое качество, как упругость, поэтому стеклопластиковый прут существенно снижает вес фундамента, причем без потери эксплуатационных характеристик фундамента. У стеклопластиковой арматуры низкая теплопроводность, поэтому она подходит для обвязки стеновых многослойных кладок, проведения междурядного армирования кладки. Устойчивость к коррозии позволяет использовать стеклопластиковый материал для бетонных фундаментов ленточного вида.
Заключение
Основные отзывы о стеклопластиковой арматуре положительные, поэтому у данного материала широкая область применения. В настоящее время этот материал применяют для выполнения армирования многих пористых материалов, например, газобетона. По стоимости полимерные прутья существенно ниже стальных аналогов, что привлекает все большее количество потребителей. В настоящее время выделяют:
- легкие конструкции (парники, заборы);
- сооружения средней тяжести (капитальные двухэтажные здания, каменные заборы);
- тяжелые конструкции (здания с 3-4 этажами).
Любое современное строительство связано с использованием арматуры. Данный строительный элемент должен связывать между собой отдельные элементы конструкции, укреплять монолит основного материала, закреплять на стене облицовочный материал.
В связи с развитием нанотехнологий традиционные материалы уступают свое место новым композитным материалам, создаваемым из полимерных химических веществ. Пластиковую арматуру помещают в бетонную смесь во время непосредственной заливки с целью усиления монолитно конструкции из бетона. Чтобы повысить сцепление, исключить риск появления полостей и пор, в месте непосредственного контакта применяют вибрационное оборудование. Кроме того, полимерную арматуру шахтового вида используют для фиксации сетки, которая не допускает обрушения горных пород, укрепляет шахтные своды и стены. Стеклопластиковые материалы прекрасно противостоят агрессивной среде, поэтому она приобрела популярность в строительной сфере.
Основные плюсы композитной арматуры заключаются в её малом весе, высокой прочности на разрыв, высокой химической и антикоррозионной устойчивости, низкой теплопроводности, малом коэффициенте теплового расширения и в том, что она является диэлектриком. Высокая прочность на разрыв, значительно превышающая аналогичный параметр у стальной арматуры при равном диаметре, позволяет применять композитную арматуру меньшего диаметра взамен стальной.
Вы даже не представляете себе, насколько выгодным является применение стеклопластиковой арматуры! Экономический выигрыш от её применения складывается из целого ряда факторов, а отнюдь не из одной только разницы в стоимости между погонным метром стальной и композитной арматуры.
Не поленитесь посмотреть полное описание факторов, из которых складывается ваша экономия денежных средств, времени, человеко-часов, электричества, расходных материалов и т.д. в статье «ЭКОНОМИЯ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПОЗИТНОЙ АРМАТУРЫ »
Но, нужно помнить, что у композитной арматуры есть и существенные минусы. Большинство Российских производителей не афишируют эти минусы, хотя любой инженер строитель может заметить их самостоятельно. Основными минусами любой композитной арматуры являются следующие:
- модуль упругости композитной арматуры почти в 4 раза ниже, чем у стальной даже при равном диаметре (другими словами она легко изгибается). По этой причине её можно применять в фундаментах, дорожных плитах и т.д., но применение в перекрытиях требует дополнительных расчетов;
- при нагреве до температуры в 600 °С, компаунд, связывающий волокна арматуры, размягчается настолько, что арматура полностью теряет свою упругость. Для увеличения устойчивости конструкции к огню в случае пожара — требуется предпринимать дополнительные меры по теплозащите конструкций, в которых используется композитная арматура;
- композитную арматуру, в отличие от стальной, — невозможно сваривать электросваркой. Решение — установка на концы арматурных стержней стальных трубок (в заводских условиях) к которым уже можно будет применять электросварку;
- такой арматуре невозможно придать изгиб непосредственно на строительной площадке. Решение — изготовление арматурных стержней требуемой формы ещё на производстве по чертежам заказчика;
Подведем итог
Несмотря на то, что , все виды композитной арматуры являются довольно новым материалом на строительном рынке России. Её применение имеет большие перспективы. На сегодняшний день её можно смело применять в малоэтажном строительстве, в фундаментах различных типов, в дорожных плитах и прочих подобных конструкциях. Однако для применения её в многоэтажном строительстве, в конструкциях мостов и т.д. — требуется учитывать её физико-химические особенности ещё на этапе подготовки к проектированию.
Любопытный факт — арматура в бухтах!
Основным применением арматуры в малоэтажном строительстве является использование её для армирования фундаментов. При этом, чаще всего используется стальная арматура класса А3, диаметрами 8, 10, 12 мм. Вес 1000 метров погонных стальной арматуры составляет 400 кг для Ø8мм, 620 кг для Ø10мм, 890 кг для Ø12мм. Теоретически Вы можете приобрести стальную арматуру в бухтах (если найдете), при этом, в последствии, Вам понадобится специальное устройство для повторного выравнивания такой арматуры. Сможете ли Вы перевезти 1000 метров такой арматуры на своем легковом автомобиле к месту строительства, чтобы сократить расходы на доставку? 
А теперь представьте, что указанную арматуру можно заменить композитной меньшего диаметра, а именно 4, 6, 8 мм вместо 8, 10, 12 мм. соответственно. Вес 1000 метров погонных композитной арматуры составляет 20 кг для Ø4мм, 36 кг для Ø6мм, 80 кг для Ø8мм. Вдобавок, несколько уменьшился её объём. Такую арматуру можно приобрести в бухтах, при этом, внешний диаметр бухты составляет чуть больше 1м. Кроме того, при разматывании такой бухты, композитная арматура не требует выпрямления, так как практически не имеет остаточной деформации. Могли ли Вы себе представить, что сможете перевезти арматуру, требующуюся для строительства загородного дома или дачи, в багажнике собственного легкового автомобиля? И Вам даже не понадобится помощь при загрузке и разгрузке!
Армирование бетонных монолитных конструкций пластиковыми материалами находит все более широкое применение в строительстве. Это объясняется такими эксплуатационными качествами как высокая прочность, долговечность и отсутствие коррозии. Последнее обстоятельство является особенно важным при возведении гидротехнических сооружений, мостов и фундаментных оснований.
Производители строительных материалов выпускают 5 видов композитной арматуры из пластика:
- стеклокомпозитную или стеклопластиковую – АСК;
- углекомпозитную – АУК;
- базальтокомпозитную – АБК;
- арамидокомпозитную – ААК;
- комбинированную – АКК.
Из названия можно понять, какой материал является базовой основой для изготовления пластиковой арматуры.
Общее описание и технология изготовления
Благодаря низкой стоимости и хорошим эксплуатационным качествам, наибольшее распространение получила арматура из стекловолокна. Ее прочность немного ниже, чем у других композитов, но снижение затрат оправдывает ее применение. Для его изготовления используют:
- штапельное стекловолокно;
- эпоксидные термореактивные смолы в качестве связующего;
- специальные полимерные добавки для повышения прочности и улучшения других характеристик.
Композитная стеклопластиковая арматура для фундамента может иметь гладкую или рифленую поверхность. По технологии изготовления первоначально из стекловолокна формируют жгуты необходимого диаметра и пропитывают их эпоксидной смолой. После, для получения рифленого переменного сечения, поверхность гладкого прута обматывают по спирали шнуром, который так же сплетен из стекловолокон. Затем полученные заготовки полимеризируют в печи при высокой температуре и, после охлаждения, режут на прямые отрезки или сматывают в бухты.
Технические характеристики
Производство периодического профиля и технические характеристики стеклопластиковой арматуры регламентируются ГОСТ 31938-2012. Стандарт определяет:
- виды пластиковой арматуры в зависимости от применяемых материалов;
- номинальные диаметры в пределах от 4 до 32 мм;
- длину прямых стержней от 0,5 до 12 метров;
- возможность поставки материалов в бухтах при диаметре до 8 мм включительно;
- маркировку и условные обозначения;
- способы контроля качества;
- правила хранения и транспортировки.
Характеристика видов композитной арматуры. Вес материала зависит от величины поперечного сечения и может находиться в пределах от 0,02 до 0,42 кг/м.
Вес пластиковой арматуры. Данные о предельной прочности и упругости, приведенные в ГОСТ, показывают, что эти параметры превышают характеристики стального проката при одинаковых диаметрах. Это позволяет использовать полимерную арматуру в особо ответственных конструкциях или при необходимости уменьшения сечений армирующих материалов.
Область и способ применения
Пластиковая арматура является современной альтернативой металлическому прокату. Одинаковая форма прутов позволяет ее использование по технологии аналогично стальной. Арматурный каркас из композитной пластиковой арматуры формируется в виде плоской сетки или пространственной конструкции, предназначенной для усиления и повышения прочности железобетонных монолитов.
Полимерные армирующие материалы применяют при строительстве дорог, мостов, гидротехнических сооружений, колонн, стен, перекрытий, фундаментов и других монолитных конструкций.
Основная нагрузка приходится на продольные пруты конструкции. Они имеют большее сечение и расположены на расстоянии не более 300 мм друг от друга. Вертикальные и поперечные элементы могут находиться на расстоянии 0,5-0,8 м. Соединение отдельных прутов в местах пересечений осуществляется при помощи полимерных стяжек или вязальной проволоки. Стыковка отдельных стержней на одной горизонтальной линии осуществляется внахлест.
Преимущества пластиковой арматуры
При сравнении композитных прутов с металлическими (сравнение мы уже проводили в этой статье), явно определяется ряд плюсов и минусов пластиковой арматуры. К ним относят:
- уменьшение веса арматурного каркаса в 5-7 раз;
- более высокую прочность, позволяющую уменьшить диаметр стержней;
- устойчивость к коррозии и химическим веществам в составе бетона;
- простой монтаж и высокая скорость сборки армирующих каркасов;
- упрощенная технология создания конструкций круглой и овальной формы;
- отличные диэлектрические и теплоизоляционные свойства;
- удобство транспортировки.
Кроме этого, следует отметить неограниченную длину прутов у материалов, поставляемых в бухтах, а так же простой раскрой заготовок необходимой длины.
Арматура, изготовленная на основе стеклопластика, на 20-30% уступает по прочности другим композитам, но существенно дешевле. Поэтому такой материал пользуется более высоким спросом в строительстве.
Недостатки
В числе главных минусов композитных армирующих материалов специалисты называют:
- низкую предельную температуру использования, не превышающую 60-70°C;
- слабую механическую устойчивость при поперечных нагрузках;
- невозможность сгиба с малым углом закругления и необходимость использования специальных элементов.
Следует отметить отсутствие нормативной базы на применение полимеров для армирования бетона и, зачастую, недостоверные технические данные от изготовителя материала. Это затрудняет проведение расчетов и вынуждает собирать конструкции с запасом прочности.
Технология армирования фундаментов композитными материалами
Небольшой вес пластиковой арматуры для фундамента упрощает процесс сборки арматурного каркаса любой конструкции. При этом, благодаря повышенной прочности материала, диаметр поперечного сечения берется на один номер меньше, чем для металлических аналогов.
Технологический процесс монтажа бетонных монолитных конструкций с применением полимерных стержней состоит из следующих этапов:
- установка опалубки и отметка уровня заливки бетонной смеси;
- сборка и установка армирующего каркаса;
- заливка бетона в опалубку;
- снятие опалубочных щитов.
Работы по монтажу армированных монолитных конструкций необходимо выполнять в соответствии с принятыми проектными решениями. Конфигурация палубы должна полностью соответствовать размерам и форме фундамента. В качестве опалубочного материала можно использовать штатные щиты заводского изготовления, доски, влагостойкую фанеру или ДСП. Для несъемной опалубки чаще всего применяют листовой пенополистирол.
После сборки и закрепления опалубочных щитов, на их внутренней стороне, при помощи водяного уровня, делают отметки верхнего предела заливки бетонной смеси. Это сократит время выполнения работы и поможет более равномерно распределить бетон.
Пространственный армирующий каркас для ленточного фундамента
Схема армирования фундамента, укладки и диаметр прутьев всегда указываются в проекте. Применение композитной арматуры, особенно на основе углеволокна, позволяет уменьшить диаметр стержней на один размер. Укладка материала должна точно соответствовать расчетным данным. Сборка каркаса производится на ровной площадке.
Работа начинается с нарезки заготовок. Для этого из бухты отматывают отрезки необходимой длины и устанавливают из на подставки на высоте 35-50 мм над опорной подушкой или грунтом. После этого укладываются поперечные перемычки, согласно чертежу, и в местах пересечений связываются проволокой или стяжками. Таким образом будет собран нижний ряд пространственного арматурного каркаса.
На следующем этапе необходимо собрать решетку, полностью аналогичную первой, уложить ее сверху и после этого нарезать вертикальные стойки проектной длины. Первая стойка привязывается на углу плоских решеток, вторая — на соседнем пересечении, в итоге так постепенно образуется пространственная конструкция. Если горизонтальных рядов больше, то вторая решетка фиксируется на нужной высоте, а потом закрепляется следующая. Вертикальная стойка в этом случае представляет собой один целый отрезок.
При сборке каркаса необходимо помнить, что концы арматурных прутов должны находиться от опалубки на расстоянии 35-50 мм. Это создаст защитный слой бетона и увеличит эксплуатационный срок конструкции. С этой целью очень удобно использовать специальные пластиковые фиксаторы.
Пластиковые фиксаторы. На дно траншеи необходимо насыпать песчано-щебеночную подушку и хорошо ее утрамбовать. После этого слой песка рекомендуется накрыть геотекстилем или гидроизолирующим материалом. Это предотвратит поступление влаги к бетону и прорастание сорных растений.
Горизонтальное армирование плитных фундаментов
При заливке фундаментных оснований плитного типа применяют технологию горизонтального армирования. Ее главная особенность заключается в отсутствии поворотных и примыкающих участков. Обычно это две сетки, расположенные друг над другом из длинных прямых прутов и вертикальных стоек.
Все работы выполняются по месту. Сначала, по проектному чертежу, вяжется нижняя сетка, а поверх нее укладывается верхняя. После этого устанавливаются вертикальные стойки, как было рассказано для ленточных конструкций. Нижняя сетка должна быть обязательно установлена на подставки.
Заливка бетона на пластиковый арматурный каркас
Технологически заливка бетонной смеси ничем не отличается от работ при использовании стальной арматуры. Однако, учитывая меньшую прочность материала при боковом радиальном воздействии, уплотнение вибратором следует производить осторожно, чтобы не нарушить целостности пластиковых прутов.
Композитная арматура (из пластика) в последние годы часто составляет конкуренцию обычной стальной. Это объясняется рядом ее достоинств. Но у такого материала есть и свои недостатки, и особенности его применения. Часто реклама мешает объективной оценке того и другого, и сегодня в статье будут представлены характеристики этого материала, рассказано о его видах и сферах применения.
Материалы для изготовления
На сегодня рынок композитно арматуры представлен тремя видами таковой:
- стеклопластиковой ;
- базальтопластиково й;
- углепластиковой .
Арматура из стеклопластика
Первый вид арматуры делается из стеклопластика. Эта технология появилась в СССР около 50 лет назад. Тогда стал набирать обороты печатный монтаж в радиоэлектронике, и в качестве материала для плат стал использоваться текстолит, когда основой служила ткань, а скрепляющим составом - искусственная смола. Позже вместо обычной ткани стали использовать стекловолокно, и это расширило применение стеклопластика.
Он занял свое место в авиастроении, производстве мебели и товаров для дома, а иногда даже в военной промышленности. Постепенно он стал применяться и в строительстве, и стеклопластиковая арматура стала отличным вариантом для каркасов фундаментов, работающих в агрессивных условиях - например, в воде.
Материалами для стеклопластика служат стекло и эпоксидная смола.
Это материал содержит не стекловолокно, а базальтовое. Технология его изготовления проще, чем стеклянного, ведь для производства стекла требуется несколько видов сырья, а для базальтопластика
- только базальт.
По сравнению с предыдущим композитом, базальтопластик отличается более высоким модулем упругости и пределом прочности, обладает меньшей теплопроводностью, но несколько большим весом.
Углепластик из карбонового волокна
Изготавливают его из карбонового волокна и тех же смол, но материал этот дорог. Связано это с технологией производства карбоновой нити - основы таких материалов. Технологический процесс
требует точного соблюдений параметров температуры и времени обработки, поскольку исходным сырьем для них служат органические волокна.
Углепластики активно используются в автомобилестроении, производстве спортивных товаров, авиа- и судостроении, науке.
Углепластиковая арматура прочнее стеклопластиковой и имеет больший модуль упругости, но не лишена и недостатков. Так, велика хрупкость этого материала, что не позволяет использовать его в длинных напряженных конструкциях вроде плит перекрытий.
Технология производства композитной арматуры
Существуют три способа изготовления арматурных стержней из композита. Они имеют английские названия, которые отражают суть технологии.
Нидлтрузия - это скрутка отдельных волокон в одно с одновременной пропиткой и оплеткой. Позволяет удешевить процесс ввиду высокой скорости таких технологических линий. Придание характерного для арматуры рельефа достигается обмоткой нитями периодического профиля. Чем толще арматура, тем большее число нитей используется. Так, пруты до 10 мм сечением обматываются одной нитью, от 10 до 18 - двумя, а выше - четырьмя. Изделия, изготовленные по такому методу, имеют хорошее сцепление с бетоном благодаря своему рельефу - и это при том, что у композитных материалов низкий коэффициент сцепления.
Метод плейнтрузии заключается в предварительной формовке основного стержня и последующей обмотки его спирально в двух направлениях.
Самый старый способ изготовления композитной арматуры - пултрузия . Она представляет собой протяжку сформованного, пропитанного и уже отвердевшего волокна через систему фильер, которые при температуре полимеризации пластика окончательно придают арматуре нужную форму и вытягивают ее. Этот способ отличает более низкая скорость производства и более высокая себестоимость.
Сравнение качественных характеристик
Чтобы сравнить различные виды композита, а также провести сравнение их со сталью, можно воспользоваться следующей таблицей.
Помимо этого, композитная арматура обладает таким свойством, как хрупкость , что отличает ее от стальной в худшую сторону. Из-за этого, а также ввиду своей неустойчивости к высоким температурам, она не применяется в конструкциях, испытывающих сильные изгибающие нагрузки и в тех местах, которые подвержены риску пожаров .
Достоинства материала
Композитная арматура имеет ряд преимуществ перед стандартной стальной. К ним относятся:
- Повышенная прочность на растяжение . Она может в разы превышать таковую у стали.
- Устойчивость к коррозии . Пластмассовая арматура не ржавеет.
- Низкий коэффициент теплопередачи. В отличие от металла, пластик не создает мостиков холода .
- Пластиковая арматура не работает как антенна - ведь она представляет собой диэлектрик и диамагнетик. Поэтому вероятность радиопомех в сооружениях с таким армированием нулевая.
- Малый удельный вес . Стальная арматура в несколько раз тяжелее.
- Температурный коэффициент расширения тот же, что и у бетона , поэтому образование трещин по этой причине исключено.
Недостатки композитных материалов
Достоинства композитных материалов часто не могут быть полностью раскрыты из-за недостатков, которые обнаруживают себя в ряде случаев применения. Это прежде всего:
- Низкий модуль упругости . Пластиковая арматура не жёсткая, упругая деформация ее находится в низких пределах (то есть способность вернуться к изначальной форме после прекращения нагрузки ниже).
- Хрупкость . При приложении изгибающих усилий такая арматура не гнется, а ломается. В связи с этим загнуть ее без нагрева невозможно.
- Низкая термостойкость . Стеклопластик при достижении 150 градусов теряет свои положительные свойства, а при 300 - просто разрушается, при этом выделяя токсические вещества. Углепластики имеют более высокие рабочие и предельные температуры, поскольку сами по себе дороги и полимеры при их изготовлении используются более дорогие, но и хрупкость у них выше, чем у других видов. Сталь может работать до 600-750 градусов, прежде чем начнет размягчаться и плавиться.
Применение композитной арматуры
Композитные изделия очень хорошо зарекомендовали себя там, где статические нагрузки сочетаются с агрессивной средой - например, в гидротехнических сооружениях. Иногда такая арматура применяется сама по себе, иногда - вместе со стальной, что помогает использовать достоинства обоих видов и компенсировать недостатки друг друга.
Изделия из пластиков в виде сеток активно замещают стальные в кирпичной кладке с облицовкой, где предусмотрен воздушный зазор. Стальные сетки постепенно подвергаются коррозии, и иногда это приводит к плачевным последствиям (может отвалиться кусок облицовки). Композит лишен такого недостатка.
Равнозначная замена
Если рассматривать таблицу в предыдущей главе и технические характеристики конкретных изделий, то вопрос о равнозначности решается в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться конструкция из армированного бетона.
Да, действительно, по прочности на разрыв стальная арматура в поперечном сечении 12 мм может быть заменена на стеклопластиковую 8 мм, а стальная 18 - стеклопластиковой 14. Но все это актуально тогда, когда эта арматура нужна исключительно для удерживания конструкции от расползания под нагрузкой. Проще говоря, так можно делать ленточные и плитные фундаменты.
А вот в ситуациях, когда имеет место прогиб, это правило не работает. Так, для изготовления перемычки или плиты перекрытия требуется увеличить число стержней в 4 раза - ведь модуль упругости у композита во столько же раз меньше. При усилении нагрузок в середине армированной композитом плиты она действительно не лопнет, но вот прогнется больше, и итогом может стать падение кусков бетона на голову.
Низкий предел упругости мешает использовать композиты при армировании бетонных столбов. Предел прочности бетона на сжатие достаточно высок, но при повышенных нагрузках на небольшую единицу площади, особенно если они неравномерны, модуль упругости может иметь реальное значение при сопротивлении разрушению.
На данный момент использование полимерной арматуры регламентировано СНИП 5201–2003, и в него внесены изменения в виде поправочных коэффициентов для расчета такой арматуры в различных условиях эксплуатации (приложение Л от 2012 года).
Основные нюансы продукции
За последние годы количество фирм, выпускающих композитную арматуру (особенно стеклопластиковую), выросло во много раз, а вот качество их продукции оставляет желать лучшего. Вот несколько способов распознать брак:
- Обратите внимание на цвет продукции. Качественная арматура в одной партии всегда одного цвета. Если это не так - значит, был нарушен температурный режим при производстве.
- Трещин и расслоений быть не должно. Их легко увидеть на срезе.
- Разрывы волокон снижают заявленные характеристики. Их тоже видно невооруженным глазом.
- Неравномерный профиль (навивка). Скорее всего, при производстве использовалось старое оборудование, где нарушена непрерывность.
Сейчас требования к композитным материалам будут ужесточаться. Стальной прокат дорожает, и пластиковая арматура имеет все шансы вытеснить стальную из достаточно большого сегмента рынка. Несомненно, этим пользуются не совсем добросовестные производители, поэтому следует быть начеку.
В строительстве, как и в других отраслях, все чаще прибегают к использованию в производстве товаров и услуг новейших технологий и инновационных подходов. Стеклопластиковая арматура - пример такого альтернативного решения. Она достаточно быстро заменила традиционные металлические детали, обогнав их по экономическим и техническим параметрам. Из данной статьи вы узнаете, что такое арматура стеклопластиковая. Характеристики данного материала будут представлены в сравнении с другими.
Стеклопластикая арматура - что это?
Армирующее средство, или неметаллическая стеклопластиковая арматура, представляет собой некий стержень с ребристой поверхностью из стеклянных волокон. Его профиль спиралеообразен, а диаметр варьируется от 4 до 18 мм. Длина арматуры может доходить до 12 метров. Иногда она встречается в виде скрученных бухт, диаметр такого строительного материала составляет 10 мм.
За рубежом стеклопластиковая арматура, применение которой столь же широко, как и у нас, называется полимерным оборудованием. Оно упрочнено непрерывным волокном. В России чаще можно встретить аббревиатуру АКС.
Из чего состоит стеклопластикая арматура?
Физическое тело АКС состоит из нескольких частей:
1. Основной ствол. Он сделан из параллельных волокон, которые соединены полимерной смолой. Основной ствол обеспечивает прочность арматуры.
2. Внешний слой - представляет собой волокнистое тело. Его накручивают по спирали вокруг ствола АКС. Встречается в виде песчаного напыления или двунаправленной навивки.
Существуют различные вариации стеклопластика, все зависит от фантазии производителя и целесообразности ноу-хау. В продаже можно встретить арматуру, основной ствол которой выполнен в виде косички из углеволокна.
Основные свойства
Чтобы определить свойства стеклопластика, было проведено немало исследований и испытаний. Полученные результаты охарактеризовали АКС как высокопрочное и долговечное оборудование для строительства, которое обладает рядом преимуществ перед другими материалами:
- небольшой вес (стеклопластик легче металлической арматуры в 9 раз);
- устойчивость к коррозии в кислой и агрессивной хлористой средах (в 10 раз превосходит свойства стальной арматуры);
- низкая теплопроводность;
- экономичность (ее выгоднее перевозить, а замена проводится реже);
- магнитоинертость;
- радиопрозрачность;
- арматура является диэлектриком.
Стеклопластиковая арматура: недостатки
Помимо бесспорных достоинств АКС, благодаря которым она завоевала большую популярность у строительных компаний и простых обывателей, у нее есть свои недостатки. Конечно, критическими их назвать очень сложно. Однако стоит иметь в виду и отрицательные характеристики материала, которые могут повлиять на процесс строительства.
Итак, недостатки:
- низкий ;
- недостаточный показатель термостойкости;
- прочие.
Благодаря низкой упругости, АКС легко сгибать. Для изготовления фундамента и дорожек это не является серьезным минусом. А вот в случае с производством перекрытий нужно делать дополнительные расчеты, учитывая данную особенность арматуры.
Недостаточная термостойкость - более серьезный недостаток АКС. То, что стекловолокно само по себе жаропрочно, еще ничего не значит. Пластиковое связующее звено не выдерживает высокой температуры, однако арматура относится к группе самозатухающих материалов. Данное свойство имеет силу до температуры 2000 градусов по Цельсию, после чего АКС теряет свою прочность. Поэтому использование стеклопластика вместе с бетоном запрещено. Такую арматуру можно применять лишь в тех областях строительства, где полностью исключены температурные перепады. Однако данные требования почти всегда выполняются в обычных жилищных и некоторых промышленных постройках.
Стеклопластиковая арматура, недостатки которой были перечислены выше, имеет еще ряд отрицательных сторон. Со временем прочность ее разрушается, а под воздействием щелочных составов скорость реакции увеличивается в несколько раз. Но современные технологии позволяют справляться с данным недостатком. В состав АКС добавляют редкоземельные металлы, которые делают стеклопластик менее чувствительным.
Некоторые специалисты отмечают тот факт, что такая арматура не терпит сварки. Поэтому многие предпочитают "вязать" плети из стекловолокна.
Производство стеклопластика
Мы очень часто используем стеклопластиковую арматуру в домашних условиях, к примеру, в заливке фундамента и др. Производство АКС не обязательно должно быть поточным. Многие автомастерские, занимающиеся тюнингом машин, выпускают данный материал в различной конфигурации. - обычное дело для сервисов: они могут сделать из нее новый бампер и другие детали. Но в данном случае речь идет о мелкосерийном производстве. Ставят АКС на поток только крупные промышленные предприятия.
Существует несколько основных методов изготовления:
- протягивание;
- наматывание;
- ручной способ.
Первый метод используют для изготовления различных профилей. На непрерывной линии потока разматываются стеклянные волокна. Чаще всего с бобин разворачиваются параллельные пучки материала, которые не скручиваются между собой. Специалисты называют данный элемент производства ровингом. До того, как бобины придут в действие, стекловолокно смазывается смолой, содержащей вещества для ее полимеризации при высоких температурах. Постепенно материал будет отвердевать, а достигается этот эффект за счет произошедшей химической реакции. Потом стекловолокно проходит через фильтры, которые освобождают материал от излишней смолы, и АКС приобретает привычную цилиндрическую форму. Пока арматура не затвердела, на нее по спирали наматывается специальный жгут. Именно он обеспечивает прочность при контакте с бетоном. Благодаря этому свойству все чаще используется арматура стеклопластиковая для фундамента. Отзывы, которые оставляют строители, зачастую положительные.
После всех манипуляций АКС проходит через печь, где при высокой температуре она твердеет. Далее готовую арматуру нарезают на части нужной длины (их называют плетьми). Иногда АКС наматывают на бобины, но это возможно только в том случае, если у нее небольшой диаметр. Толстые плети просто невозможно скрутить. Такая стеклопластиковая арматура, применение которой очень распространено, выпускается в больших количествах, если речь идет о масштабном производстве.
Методом наматывания производят чаще всего Изготавливаются они по такому же принципу, что и плети. На специальный станок наматывается стекловолокно, пропитанное смолой. Намоточное устройство, благодаря своему вращению, позволяет получить цилиндрическую поверхность. Далее стекловолокно проходит через высокотемпературную печь и разрезается на трубы определенных размеров.
Ручной способ чаще всего используется в мелкосерийном производстве. Стеклопластиковая арматура, недостатки которой не так сильно влияют на конечный результат, позволяет получить прочный автомобильный корпус, бампер и т. д. Мастера создают специальную матрицу с предварительно нанесенным декоративно-защитным слоем. Обычно для этого используют распылитель, что позволяет достичь равномерного эффекта. После этого на матрицу укладывают стекломатериал, который раскраивают заранее по нужным размерам. Стеклоткань или стекломат пропитывают смесью полимерной смолы. Лучше всего пользоваться кистью. С помощью валика из материала выдавливается оставшийся воздух, чтобы внутри стекловолокна не было пустот. Когда ткань затвердела, ее обрезают, придают нужную форму, сверлят в ней отверстия и т. п. После этого матрицу можно использовать повторно.
Характеристики
Стеклопластиковая арматура характеризуется следующими параметрами:
- шаг навивки;
- внутренний и наружный диаметр.
Каждому номеру профиля соответствует свое значение показателей. Единственный параметр, который остается неизменным - шаг навивки. Он равен 15 мм.
Согласно ТУ, арматура стеклопластиковая, характеристики которой различаются в зависимости от профиля, выпускается под следующими номерами: 4, 5, 5.5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16 и 18. Данным значениям соответствует показатель наружного диаметра. Вес профилей варьируется от 0,02 до 0,42 кг/1 п. м.
Виды
Строительная арматура имеет множество разновидностей. Есть классификации, которые подразделяют ее на:
- штучную;
- сетку;
- каркасы;
- конструкции.
Также арматура делится на группы:
- рабочая;
- распределительная;
- монтажная;
- арматура, которая используется в железобетонных сооружениях.
Кроме того, стержни делятся на продольные и поперечные, гладкие и круглые, стеклопластиковые и композитные и др.
Сфера применения композитной арматуры
Сфера применения рассматриваемого нами материала достаточно широка. Очень часто используется арматура композитная (стеклопластиковая) для фундамента, а именно для армирования упругих оснований. В данном случае речь идет о производстве дорожных перекрытий и плит. Армирование стеклопластиковой арматурой используется для производства обычных бетонных конструкций, дренажных труб, дюбелей и т. д. С её помощью улучшают характеристики стен, делают гибкие связи между кирпичной кладкой. АКС используют для армирования автомобильных полотен, насыпей для слабого основания, монолитного бетона и т. д.
Траспортировка
Стеклопластиковая арматура выпускается в виде бухт, которые можно сворачивать. Это стало возможным после того, как производители убрали самозатягивающиеся стяжки. Бухты АКС можно спокойно развернуть, после чего стеклопластик выпрямляется и становится пригодным для работы.
Материал упаковывают и перевозят в горизонтальном положении. Главное во время транспортировки - следовать основным правилам по перевозке грузов.
Сравнение стеклопластиковой арматуры со сталью
Главным конкурентом АКС является стальная арматура. Их характеристики во многом схожи, но по некоторым показателям стеклопластик явно превосходит привычный вид металлического оборудования.
Сравним стекловолокно со сталью по неким параметрам:
1. Деформативность. - упруго-пластическая, АКС - идеально-упругая.
2. Предел прочности: у стали - 390 МПа, у стеклопластика - 1300 МПа.
3. Коэффициент теплопроводности. В первом случае он равен 46 Вт/мОС, во втором - 0,35.
4. Плотность. Стальная арматура имеет значение в 7850 кг/м 3 , АКС - 1900 кг/м 3 .
5. Теплопроводность. Стеклопластик нетеплопроводен, в отличие от стали.
6. Коррозийная стойкость. АКС - нержавеющий металл, сталь относительно быстро коррозирует.
7. Способность проводить электричество. Диэлектрик - это стеклопластиковая арматура. Недостатки стальных стержней в том, что они являются стопроцентными проводниками тока.