Укладка композитной арматуры в фундамент начинается с подготовки основания, которое должно быть ровным и очищенным от мусора. Арматуру необходимо нарезать в соответствии с проектными требованиями и разместить в форме решетки или в соответствии с заданной схемой армирования. Важно обеспечить равномерный шаг между прутьями и правильно установить распорки для поддержания необходимого расстояния от бетона.
После укладки арматуры следует проверить ее положение и прочность крепления. Затем можно заливать бетон, делая это аккуратно, чтобы избежать повреждения арматуры, и обеспечивая полное заполнение всех пустот. Важно соблюдать технологические промежутки для успешного отвердения бетона и достижения заданных характеристик прочности фундамента.
Армирование фундамента стеклопластиковой арматурой
В средствах массовой информации и различных статьях на веб-ресурсах можно встретить много информации о композитной арматуре как о современной технологии в производстве строительных материалов. Тем не менее, еще в 1941 году выдающийся советский ученый Бурков обосновал концепцию армирования бетонных конструкций стеклопластиковой арматурой. В западных странах эта технология начала привлекать внимание лишь спустя 40 лет.
Что такое композитная арматура
Это прочные полимерные стержни с рифлёной или гладкой поверхностью, изготовленные из связанного пучка неметаллических волокон. В качестве связующего материала применяются эпоксидные или полиэфирные смолы. Чаще всего полимерный композит включает неорганическое стекловолокно, что соответствует стеклопластиковой арматуре. Реже употребляются базальтовые и углеродные волокна, которые образуют базальтопластиковую и углепластиковую арматуру соответственно.
В России на производство АСК распространяется ГОСТ 31938-2012 “Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций”.
К сожалению, пока нет официальных нормативных документов по технологии её применения, что значительно препятствует её использованию в строительстве. Даже в среде профессиональных строителей некоторые недостаточно осведомлены в этом вопросе.
Достоинства и недостатки АСК
При покупке АСК следует внимательно проверять внешний вид продукции: отсутствие трещин, дефектов, вмятин и слоений. Сертификат является обязательным атрибутом.
Разновидности армирования АСК и области применения в сооружении частных домов
- внутреннее, при установке внутрь конструкций каркасов и сеток или добавлением в бетонную смесь армирующих измельчённых волокон;
- внешнее, когда специально выпускаемыми видами АСК создаётся защитный барьер вокруг конструкции, непроницаемым для воды и воздуха;
- комбинация армирования стальной и АСК арматурами, обычно выполняется при больших нагрузках на фундаментную конструкцию.
В частном домостроении применяется в следующих конструктивах:
- ленточные, плитные и столбчатые фундаменты;
- заглублённые свайные ростверки;
- каркасы буронабивных столбов;
- кладка пенобетонных и газобетонных блоков (исключая армирование в углах);
- ограждающие бетонные конструкции.
Армирование фундаментов стеклопластиковой арматурой
Универсальные рекомендации для всех категорий:
- АСК можно применить практически для всех типов фундаментов малоэтажных строений: домов, коттеджей, гаражей, бань и других капитальных сооружений;
- особо рекомендуется при возведении домов до 3-х этажей на фундаментах ленточных и столбчатых типов;
- арматурные каркасы монтируются в соответствии с рекомендуемой технологией для принятого вида фундамента;
- каркас состоит из нижней и верхней рабочей периодической АСК диаметром ≥ 12 мм, вертикальных стержней ребристого или гладкого сечения диаметрами 6…10 мм и таких же поперечных на нижней и верхней сетках;
- шаг расположения и диаметр стержней аналогичен стальной арматуре, но с перерасчётом в сторону уменьшения по прочностным показателям АСК;
- соединения стержней в местах пересечений выполняются пластиковыми стяжками;
- особое внимание уделяется оформлению углов, стыковка стержней осуществляется с применением Г-образных заготовок, со сторонами ≥ 50-ти диаметров применяемой арматуры. Самостоятельно согнуть заготовки под прямым углом невозможно, для этого необходимо специальное устройство. Шаг поперечных стержней уменьшается в два раза. Допускается применение заготовок из стальной периодической арматуры;
- защитный слой обеспечивается специальными пластиковыми подкладками;
- важный момент — максимальное избегание изгибающих воздействий, для этого на подстилающую подушку из песка и щебня обязательно рекомендуется укладка армированного слоя из бетона класса В15 толщиной ≥ 10 см;
- заканчивать все земляные работы рекомендуется непосредственно перед последующими работами. Перерывы в возведении фундамента не допустимы из-за опасности замокания почвы и снижения её прочностных характеристик. При невозможности выполнения этого условия фундамент накрывается брезентом или полиэтиленовой плёнкой. Если влага всё же просочилась, мокрый почвенный слой удаляется с усилением подушки.
Одним из самых распространённых методов является армирование ленточных фундаментов с помощью стеклопластиковой арматуры. Правильный выбор армирующих стержней с равнозначной прочностью по сравнению с каркасами из стальной арматуры обеспечит высокую надёжность и долговечность фундамента, что связано с его способностью эффективно противостоять неблагоприятным внешним факторам и отсутствию коррозийных процессов.
Пластиковая арматура для фундамента
Хотя композитная арматура используется в Европе, США и некоторых других странах с 1970-х годов для усиления монолитных бетонных конструкций, для нас это все еще новый и недостаточно используемый материал. Однако в последние годы стекловолоконная арматура используется все чаще, поскольку частные строительные компании стремятся внедрить современные технологии в свое производство.
Первоначально армирование стекловолокном использовалось только для монолитных конструкций, подвергающихся воздействию суровых условий, из-за его высокой стоимости. Однако постепенное развитие химической промышленности и промышленности строительных материалов привело к снижению цены и увеличению доступности стеклопластика.
Расширение производства и применения композитной арматуры привело к разработке и утверждению ГОСТ 31938-2012, который определяет условия изготовления, внешний вид, размеры и процедуры лабораторных испытаний для данного вида продукции.
Что такое стеклопластиковая арматура
По своей структуре, в сечении он выглядит как набор стеклянных, углеродных и базальтовых волокон, а также других полимерных компонентов, пропитанных густой смолой. Устойчивость к разрыву данной конструкции более чем в три раза превосходит прочность железа.
Классификация
В зависимости от типа сырья, используемого в производстве, ПВХ арматура для фундамента подразделяется на.
- Стекловолокно — ASC;
- Углеродные композиты — AUK;
- Базальт — ABK;
- Консолидированный — ACC.
Кроме того, полимерные стержни выпускаются диаметром от 4 до 32 мм и с различным внешним видом поверхности, которая может быть гладкой, рифленой или плоской.
Они поставляются в виде катушек или прямых отрезков длиной до 12 метров.
Технические характеристики
Конструкция композитной арматуры фундамента делает его уникальным строительным материалом для возведения высокоответственных монолитных конструкций из бетона. Основные технические параметры включают.
- Более низкие пределы прочности при растяжении ASC 800 МПа, AUK 1400 МПа и ABK 1200 МПа.
- Предельная прочность для всех видов испытаний на сжатие — не менее 300 МПа.
- Предел прочности при сдвиге не менее 150 МПа для CSC, 350 МПа для SCC и 250 МПа для ABC.
- Средний вес композитной арматуры составляет 1900 кг/м3.
- Предельная рабочая температура SCC составляет 60˚C.
Сравнивая характеристики упругости, стоит подчеркнуть, что углепластик превосходит стекловолокно более чем в два раза и композитную базальтовую арматуру в полтора раза.
Стоимость стеклопластикового прута
Цена полимерного армирования зависит от структурных и композиционных компонентов в составе. Композитные стержни состоят из группы продольных стеклянных волокон, соединенных между собой эпоксидной смолой. Поверхность может быть гладкой, а может быть шероховатой или спиралевидной с помощью специального стеклоровинга. Последний метод позволяет получить ребристую поверхность, которая обеспечивает более надежное сцепление с бетоном.
В отличие от металлопроката, который в большинстве случаев продается по весу, цена стеклопластиковой арматуры всегда определяется за погонный метр. Это часто приводит к заблуждению, что тонна композитного материала стоит намного дороже стали.
Следует понимать, что тонна металла диаметром 12 мм будет иметь 1100 метров прутка, в то время как пластик — 12 500 метров. Кроме того, высокая прочность стеклопластиковой арматуры позволяет использовать арматуру меньшего диаметра при тех же условиях монтажа. Эти условия позволяют предположить, что стоимость полимера будет не выше стоимости металлопроката, а ниже. Изучение прайс-листов производителей показывает, что наиболее популярные диаметры 4-8 мм стоят от 8,50 до 27,20 рублей за метр.
Плюсы и минусы применения стеклопластика
По мнению экспертов, основными преимуществами композитной арматуры являются
- Устойчивость к коррозии и многим агрессивным химическим веществам.
- Высокая прочность, превышающая аналогичные показатели для металлов.
- Долговечность, которая увеличивает срок службы здания в 2-3 раза
- Малый удельный вес, что облегчает погрузку и транспортировку.
- Простой расчет армирования фундаментов стекловолокном.
- Возможность использования при температурах ниже нуля до -60˚C.
- Экологичность используемых компонентов.
- Доступность и экономичность использования.
- Отсутствие ограничений по длине стержней при монтаже благодаря поставке в рулонах.
- Диэлектрические и антимагнитные свойства.
Одним из значительных недостатков композитной арматуры является ее низкая устойчивость к разрушению. В то время как металлические прутья могут сгибаться, стеклопластиковые элементы часто ломаются, что снижает прочность конструкции. Поэтому этот полимер не применяется при монтаже и изготовлении несущих элементов и панелей, что ограничивает его возможности и является его слабым местом.
Ограничения по температуре нагрева не позволяют использовать пластиковую арматуру при возможности длительного воздействия открытого огня. В случае пожара такие бетонные монолиты будут признаны поврежденными и подлежащими замене.
Сравнивая преимущества и недостатки армирования FRP, можно с уверенностью заключить, что этот материал можно и нужно использовать для создания прочных и долговечных монолитных конструкций.
Сфера применения
Арматура из стекловолокна — отличный материал для установки любого типа фундаментного основания. Арматура из стекловолокна используется не только в промышленном строительстве, но и в частном домостроении. Особенно там, где есть вероятность высокого уровня грунтовых вод и болотистых почв. Этот материал незаменим при проведении работ по укреплению берегов, при строительстве гидротехнических сооружений и на объектах, которые могут подвергаться воздействию агрессивных веществ.
Хорошие результаты можно получить, если использовать пластиковую арматуру для укрепления дорожных покрытий в районах с повышенной влажностью и в условиях вечной мерзлоты. Стержни диаметром 4 мм используются для армирования кладки из пенобетонных и газобетонных блоков, а также полов в промышленных и коммерческих помещениях.
Сходные выгоды композитной арматуры Специалисты отмечают эффективное взаимодействие традиционной стали и композитных пластиковых материалов при их совместном использовании. Сталь применяется для укрепления углов и соединений стен, в то время как все пролеты укрепляются пластиком. Такой подход ускоряет процесс сборки каркаса, не снижая качества конструкции, и расширяет области применения данного материала.
Технология армирования фундаментов
Благодаря меньшему весу пластиковой арматуры и тому, что можно использовать арматуру любой длины, монтаж армированных каркасов намного проще, чем монтаж металлической арматуры. Повышенная прочность пластикового армирования основы материала позволяет использовать меньшие секции.
Например, арматура диаметром 12 мм, часто используемая для фундамента в частном домостроении, заменяется на 8 мм пластик, а 10 мм арматура заменяется на 7 мм пластик. Расчетные таблицы помогут вам точно определить, какие диаметры можно использовать в каждом конкретном случае.
Технический процесс проведения монтажных работ с использованием пластиковых армированных фундаментов осуществляется в несколько этапов.
- Установка опалубки.
- Заливка бетона с горизонтальной разметкой.
- Сборка усиленной рамы.
- Заливка бетона.
- Демонтаж опалубки.
- ← Виды гидроизоляции фундаментов
- Как сделать свайно-винтовой фундамент? →
При армировании фундаментов из стеклопластиковой стали опалубка должна быть установлена в соответствии с проектом для обеспечения точной конфигурации и размеров элементов фундамента. При использовании опалубки из древесины, ДСП или фанеры рекомендуется обернуть доски в пергаментную бумагу. Это сохранит материал и позволит использовать его повторно.
Затем установите уровень верхней части ожидаемого памятника, используя водяной уровень на внутренней поверхности опалубочных элементов. Это станет опорой для заливки бетона и гарантирует его равномерное распределение.
Сборка армирующего каркаса
Расположение и расстояние между арматурой всегда указывается в проекте. Если в фундаменте используется стеклопластиковая арматура, можно изменить диаметр стержней на меньший, но расположение арматуры должно выполняться только в соответствии с чертежами.
Сначала разверните стержни до необходимой длины и расположите их параллельно друг другу на опорах. Установите поперечины через равные промежутки на продольных хордах. Свяжите шины в местах пересечения стяжными проволоками или затяните их пластиковыми зажимами. Таким образом, нижний ряд каркаса для армирования фундамента из стеклопластика будет готов.
Подготовьте вертикальные стойки необходимой длины. Верхний ряд рамы должен поддерживаться так же, как и нижний. Когда два ряда собраны, установите их друг на друга, начиная с краев и соединяя их вертикальные стойки, постепенно поднимая армирование верхнего ряда.
После сборки конструкции ее необходимо переместить и установить в опалубочном ограждении. Перед установкой арматурного каркаса насыпьте на дно траншеи песок и полейте или утрамбуйте его водой. Рекомендуется, чтобы поверхность уплотненного песка была покрыта водонепроницаемым материалом или геотекстилем. Это предотвратит попадание влаги в фундамент и повысит его надежность и долговечность.
При использовании стеклопластиковых оснований следует учитывать, что концы арматурных стержней должны быть отступлены от краёв опалубки и дна траншеи на 5 см. Это требование можно выполнить с помощью специальных пластиковых клипс, таких как «распорки» и «звездочки», или с применением плотного влагостойкого кладочного материала.
Заливка бетонной смеси
Бетон заливается в опалубку точно так же, как и при использовании металлической арматуры. Однако следует быть очень осторожным, так как прочность стеклопластиковой арматуры может оказаться недостаточной при наличии сильных боковых сил. При использовании вибратора или трамбовки для уплотнения бетона важно не повредить имеющуюся арматуру.
Горизонтальное армирование
Этот метод применения композитной арматуры в строительстве используется для устройства плитных фундаментов. Основное отличие их от ленточных фундаментов — отсутствие углов и примыканий. Фактически, вся конструкция состоит из двух больших решеток, расположенных одна на другой. Все монтажные работы выполняются на месте, поскольку транспортировка элементов таких больших размеров может быть весьма проблематичной.
Поэтому первоначально укладывается необходимое количество продольных стержней. Затем поверх них укладываются поперечные проволоки и плетется сетка из проволоки или зажимов. Завяжите второй узел поверх него. Затем нижнюю сетку следует поднять на опоры над дном котлована. Далее верхняя сетка может быть уложена на вертикальные сваи, установленные на пересечении перекладин.
В заключение
В нашей стране стекловолоконная сетка, используемая для армирования на строительных площадках, до сих пор считается новым материалом. Многие строители по-прежнему считают, что использование стали, свойства которой давно изучены, обеспечит более надежную общую конструкцию.
Тем не менее, многочисленные тесты и исследования продемонстрировали, что композитные материалы обладают большими показателями прочности, долговечности и рядом других характеристик по сравнению с обычными металлами. Пластик легче в использовании и помогает сократить время монтажа. Кроме того, он не подвержен коррозии, блуждающим токам и низким температурам.
