Пластиковая арматура для фундамента: как правильно ее выбрать

Пластиковая арматура для фундамента называется композитной арматурой. Она изготавливается на основе стекловолокна и специальных полимеров, что делает её легкой, устойчивой к коррозии и обладающей высокой прочностью на растяжение.

Такой материал является хорошей альтернативой традиционной стальной арматуре благодаря своим свойствам, обеспечивающим долговечность и надежность конструкций в условиях, где обычная арматура может подвергаться разрушению.

Стеклопластиковая арматура — технические характеристики

Стеклопластик – полимерный материал с уникальным набором параметров, позволяющий использовать его для различных целей. В том числе для производства арматуры для бетона, выгодно выделяющейся по соотношению цены и качества.

Применение арматуры из стеклопластика

Композитную арматуру применяли еще во времена СССР. Хотя распространенным материал назвать сложно, но его аналоги появились еще в 30-х года прошлого века, а в СССР с ним начали экспериментировать еще в 40-х годах. Однако распад страны привел к тому, что про композитную арматуру забыли, вспомнив снова в начале нового тысячелетия.

Изделия из стекловолокна может применяться для армирования стяжек, фундаментов, армопоясов. Прутья могут использоваться в качестве кольев, материала для создания оград, шпалер. Также они оказались незаменимыми в производстве стеновых блоков, надежно соединяя слои, при этом арматура не служит, как металл мостиками холода. Арматура из стеклопластика (АКС) не только дешевле, чем стальная, но по ряду параметров выигрывает у нее. Правила ее применения регламентирует нормативный документ СП 295.1325800.2017.

Особенности производства

Прутья арматуры состоят из тончайших нитей, вытягиваемых из расплавленной массы стекла. Между собой они связываются эпоксидным компаундом. Чтобы прутья лучше сцеплялись с бетоном, на их поверхность навивают ребра. Они также делаются из жгута полимерных нитей, которые приклеиваются к поверхности изделия компаундом.

Главная особенность стекловолокна – высочайшая устойчивость к разрывам. По этому параметру стеклонити многократно превосходят лучшие сорта сталей, достигая величины 2,4 ГПа. Стекловолокно – сложный в производстве материал. Любые нарушения и ошибки в процессе изготовления приводят к значительному ухудшению качества.

Технические параметры материала

Ниже подробно опишем основные характеристики стеклоарматуры, рассмотрев ее важность.

Масса

Стеклопластик намного легче стали. Это делает материал более удобным при транспортировке: можно больше арматуры погрузить в кузов, не нужна механизация – бухту стержней без труда поднимает один человек. Также снижается общий вес бетонных конструкций при замене стальных прутьев на композитные, что приводит к уменьшению нагрузки на фундамент. Сравнение веса 1 метра арматуры из стеклопластика и стали:

Как видно, аналог из стекловолокна легче стального в 4-4,5 раза.

Прочность на разрыв

Армирование повышает прочность бетонных конструкций к изгибающим и разрывным нагрузкам. Поэтому одна из важнейших ее свойств – показатель разрывной прочности. Его предел характеризует максимально возможное растяжение стержней, после которого начинается разрушение. Нагрузка на разрыв у стеклопластикового композита многократно превышает лучшие показатели стали.

Исходя из этого, рекомендуется использовать неметаллическое армирование в бетонных конструкциях, где арматура работает на разрыв. Для сравнения предел прочности на растягивание у стеклопластиковой арматуры находится на уровне 1189 МПа, что примерно в 3 раза лучше, чем у стали (390 МПа). Благодаря такому свойству АКС можно использовать более тонкие стержни.

Например, заменять стальные прутья диаметром 12 мм на стеклоарматуру с сечением 8 мм. Однако на прогиб стеклопластик работает хуже, поэтому в конструкциях, где важен этот параметр, используют сталь. При ее замене на стеклопластик, берут стержни с большим диаметром. Именно поэтому при производстве плит арматуру АКС практически не используют.

Уровень модуля упругости

• плитам перекрытия;
• прямоугольным или тавровым балкам;
• дверным и оконным перемычкам;
• колоннам.

В таких изделиях, как правило, применяют металлическое армирование. Если же используется АКС прутья, то их диаметр должен быть увеличен.

Показатель относительного удлинения

Параметр выражается в процентах. Он выражает относительное удлинение растягиваемого прута арматуры, пока в нем не произойдет разрыв. Это значит, что относительное удлинение показывает насколько вытянется стержень при приложении к нему внешнего воздействия на растяжения до того, как произойдет растяжение.

У стальных прутьев относительное удлинение равно 25%, у сделанного из стеклопластика – 2,5%. Характеристика определяется во время испытаний на разрыв.

Для бетонных конструкций желательно, чтобы данный параметр был ниже, так как он влияет на появление трещин и разрушение.

Поэтому, если бетонный массив испытывает разрывное воздействие, желательно его укрепление стеклоарматурой.

Степень плотности

В качестве синонима термина также может применяться выражение «удельный вес». Плотность вещества показывает соотношение массы тела и его объема. Чем выше плотность, тем больше вес материала.

У арматуры АКС плотность равна 2 т/куб.м, что почти в 4 раза меньше, чем у стали (7,85 т/куб.м). Это делает стеклоарматуру более легкой, с ней удобней работать. Поэтому производительность работы выше. Но нужно обращать внимание на определенные моменты.

Например, у композитной арматуры с сечением в 12 мм от компании «Строительные инновации» масса 1 метра составляет около 200 г. Такой вес показывает, что прутья хорошего качества. Если масса ниже этого значения, например, 180 г, это означает, что прочность изделия не будет соответствовать нормам. Использовать такие стройматериалы для ответственных конструкций опасно. Поэтому, даже если продавец предлагает низкие цены, соглашаться на такую сделку не стоит.

Величина линейного коэффициента теплового расширения

Параметр показывает степень удлинения материала при повышении окружающей температуры на 1 градус.

Параметр особенно важен для конструкций, подверженных колебаниям температур. Нужно учитывать, что удлинение может быть достаточно большим. Так, бетон, нагретый до +40 градусов Цельсия, увеличивается по сравнению с той же конструкцией, но охлажденной до –40 градусов, на 0,8 мм на каждый метр.

Опасность в том, что, если материал армирования имеет отличную от показателя бетона значение коэффициента, то прутья будут расшатываться, что приведет к растрескиванию массива.

Показатель коэффициента для стеклоарматуры составляет 9-12*10 -6 1/°С. У стальных прутьев это значение равно 13-15*10 -6 1/°С. Это значит, что удлинение у металла больше, чем у бетона, а у стеклопластика практически не отличается от показателя искусственного камня.

Следовательно, армирование композитными прутьями приводит к меньшему разрушающему воздействию из-за колебаний температур.

Степень теплопроводности

Теплопроводность – это характеристика, показывающая возможность материала переносить тепловую энергию (передавать тепло). Для выражения показателя используется коэффициент теплопроводности. Чем он выше, тем лучше вещество проводит тепло.

Для целей строительства обычно желательно, чтобы материалы имели низкий коэффициент теплопроводности. Например, если дом будет построен из конструкций с высокой теплопроводностью, то отопление его получится неэффективным, в ряде случаев даже невозможным. Тепло будет излучаться наружу, а в помещениях окажется холодно, причем они будут быстро остывать, стоит только на улице стать холоднее или отключить отопление.

Стальная арматура хорошо передает тепло, ее показатель составляет 46 Вт/(м°С). У стеклоарматуры этот параметр всего 0,35 Вт, что более, чем в 130 раз лучше.

Это делает АКС арматуру незаменимой для:

• устройства междуэтажных армопоясов;
• армирования стеновой кладки;
• изготовления стеновых блоков.

Если закладывать в стену прутья из стали, они превращаются в мостики холода, из-за которых тепло будет уходить из дома наружу. Композит полностью устраняет эту проблему, практически не проводя тепло. В доме даже без использования наружного утепления стен, будет намного комфортнее, на отопление придется тратить меньше.

Также нужно учитывать и то, что это правило работает и летом. При отсутствии мостиков холода, на кондиционирование воздуха в квартире придется тратить меньше электроэнергии, прохлада будет сохраняться дольше.

Радиопрозрачность, свойства диэлектрика

Характеристика становится все более важной из-за увеличения количества радиоприборов в нашей жизни. Например, стальная арматура хорошо глушит беспроводную связь. В результате по протоколу Wi-Fi часто в соседней с роутером комнате уже удается связаться с трудом. Приходится покупать модель с мощным излучателем.

Особенно важным этот параметр является для научных лабораторий, исследовательских, вычислительных центров, так как снижает количество помех.

Стойкость к коррозии

Сталь – это сплав железа. Одно из свойств железа – низкая стойкость к коррозии. Достаточно оставить стальную деталь на улице и через некоторое время она покроется слоем ржавчины.

Из-за этого сейчас при строительстве особо ответственных конструкций (например, мостов) применяют арматуру из нержавеющей стали. Она отлично сопротивляется коррозии, но в несколько раз дороже стержней из обычной конструкционной стали.

Коррозия опасна тем, что разрушает металл, снижает его прочность, что приводит к ухудшению прочности бетонного массива.

Композитные материалы не ржавеют, однако понятие «коррозия» применяют и к ним. На самом деле под этим термином понимается старение вещества, приводящее к снижению его прочностных характеристик под воздействием воздействия окружающей среды.

При сравнении арматуры из композита и стали, стекловолокно значительно выигрывает, более успешно сопротивляясь химической и жидкостной коррозии. Показатель влияет на срок эксплуатации. Стержни из стеклопластика могут прослужить в несколько раз дольше, чем стальные даже в сложных условиях (при нахождении бетона в воде, строительстве на Крайнем Севере и т.п.).

Например, в 2006 году в НИИЖБ им Гвоздева сотрудники изучили состояние стеклопластиковой арматуры мостов, при строительстве которых (1975 и 1985 гг.) была использованы композитные стержни диаметром 6 мм. Исследование показало, что за 30-40 лет не произошло ухудшения показателей прочности, устойчивости к деформации, сцепления с бетоном.

Экологичность

Экологическая безопасность также является важным параметром, который обязательно учитывается в наше время. Гигиенические характеристики в отношении стеклоарматуры регламентирует ГОСТ 31938-2012. Согласно нормативной документации от арматуры требуется, чтобы она не оказывала отрицательное воздействие на человека, домашних животных, окружающую среду. Должно отсутствовать выделение токсичных и вредных для здоровья человека веществ в концентрациях, признаваемых медиками в качестве предельно допустимых.

ГОСТ 31938-2012 требует, чтобы арматура из стеклопластика выделяла следующие вещества в объеме не более:

• фенол – 0,003 мг/куб.м;
• формальдегид – 0,003 мг/куб.м;
• толуол – 0,6 мг/куб.м.

Интенсивность природного излучения не должна превышать 370 Бк/кг. По уровню запаха стеклоарматура должна соответствовать 2 баллам.

Реальные показатели стеклоарматуры, выпускаемой компанией «Строительные инновации», значительно превосходят нормативные и составляют менее:

• фенол – 0,001 мг/куб.м;
• формальдегид – 0,001 мг/куб.м;
• толуол – 0,16 мг/куб.м.

По активности радионуклидов показатель находится на уровне 78-178 Бк/кг. Запах – 1 балл. Это делает арматуру из композита совершенно безопасной с точки зрения экологии.

Пластиковая арматура композитная

Применение высокопрочного пластика в частном и промышленном строительстве предусматривает грамотный расчёт и определение допустимой нагрузки на пластиковый каркас. Это позволяет использовать пластиковую арматуру для увеличения жёсткости деревянных балок, обустройства ленточного и плитного фундамента, усиления кирпичной кладки, облицовочной стены из газосиликатных блоков, для связки бетонных панелей и в дорожном строительстве. При этом необходимо учитывать, что глубина ленточной конструкции должна быть ниже уровня промерзания почвы и грунт должен отличаться высокой устойчивостью.

Структурные особенности композитной арматуры

Внутреннее наполнение арматуры из полимерного материала обеспечивает высокую прочность и стойкость к коррозии. Двунаправленная навивка из волокон композита и нанесение абразивного слоя путём напыления даёт дополнительное усиление материала. Необходимо отметить, что применение пластиковой арматуры для строительных работ в зимний период позволяет избежать негативного влияния мороза на металлические изделия.

Разновидности композитной арматуры

Вы можете приобрести композитную арматуру для фундамента различных типов: АСК — стеклокомпозит, АУК — углекомпозит, АБК — базальтовая, АКК — комбинированная. Пластиковая арматура поставляется на катушках или же в отрезках длиной 12 м. Толщина прута варьируется от 4 до 32 мм.

Виды пластиковой композитной арматуры

Арматура из стекловолокна, предлагаемая потребителям, доступна в различных размерах, начинающихся от 4 мм и заканчивающихся 14 мм. Самые популярные продукты для использования в частном строительстве — прутья толщиной 6 и 8 мм.

Чтобы определить качество композитной арматуры, необходимо обратить внимание на сырьё, используемое для производства. Именно этот фактор позволит определить вид пластиковой арматуры.

АСП

Прутьевое стекловолокно широко используется для строительства различных структур, включая фундаменты, колонны, железобетонные конструкции, стены из бетона и кирпича. Один погонный метр прутьевого стекловолокна может стоить до 12 рублей.

АСПЭТ

Особенностью изделия является диаметрально рифленая поверхность. Оно изготавливается из стекловолокна и пластикового полимера под названием арматура стеклоармированная полиэтилентерефталат (АСПЭТ). Этот материал используется в сфере применения прутьев из стекловолокна, таких как балки, опоры, фундаменты, производство железобетонных изделий и т.д. Цена за один погонный метр равна 11 рублям.

АБП

Базальтопластиковая арматура — это изделие, которое имеет повышенную прочность и устойчивость к агрессивным химическим соединениям. Оно используется для создания несущих конструкций при больших нагрузках, а также для тех же целей, что и стеклопластиковая арматура. Стоимость погонного метра составляет 14 рублей.

АУП — углепластиковая арматура

В основе состава лежит углеродное волокно. При сравнении с АСП и АБП у него превосходные показатели по упругости (в 7 раз), прочности (в 2-3 раза) и весу (оно легче на 25%) при приемлемой цене за метр погонный — в среднем 15 рублей.

Свойства композитной арматуры

ГОСТ 31938-2012 указывает на основные прочностные характеристики рассматриваемого материала, представленные в таблице ниже:

Согласно ГОСТ 31938-2012, основные прочностные характеристики рассматриваемого материала представлены в таблице ниже:

ГОСТ 31938-2012 предоставляет информацию о высоких прочностных характеристиках рассматриваемого материала, представленных в таблице выше.

Арматура стеклопластиковая композитная (АСК) является материалом, изготовленным из стекловолокна, пропитанного термореактивной смолой, используемой для связывания. Основными достоинствами являются небольшой вес и высокая прочность. Арматура базальтовая композитная (АБК) изготавливается из базальтового волокна и смолы.

Хотя ее прочность меньше, чем у АСК, но ее можно использовать в агрессивных средах. Арматура углеродная (АУК) производится из углеводородных волокон и подходит для производства высокопрочных изделий. Однако ее применение ограничено высокой стоимостью. Разновидности композитной арматуры — арамидокомпозитная (ААК) и комбинированная (АКК) также применяются в строительстве.

Последняя изготавливается из волокон стеклопластика и базальта. В отличие от металлической арматуры, композитная менее подвержена изгибанию, а предел прочности при растяжении в 2,5 раза выше. Однако ее применение ограничено высокими затратами на производство.

Преимущества и недостатки

Экономичный аналог стальной арматуры характеризуется не только высокими эксплуатационными качествами, но и некоторыми преимуществами, такими как: низкий удельный вес, низкая теплопроводность, инертность к микробиологическим процессам и коррозии, устойчивость к химическим активным средам, возможность использования в гипсовых, силикатных и бетонных конструкциях, влагоустойчивость, диэлектрические свойства, отсутствие помех для радиосигналов и низкая огнестойкость. Также данный материал может быть представлен в ассортименте длин и сечений прутов и легко доставляется к месту монтажа. Связующими элементами в данном случае являются полимерные хомуты, обеспечивающие высокую прочность и надёжность. Однако, он имеет некоторые недостатки, в том числе небольшой диапазон рабочих температур, невысокую прочность на сжатие и упругость.

В чем секрет популярности?

Сегодня пластиковые изделия востребованы намного больше, чем металлические, и применяются в любом строительном процессе. Они обладают рядом преимуществ, включая стойкость к воздействию коррозии и агрессивной среды, прочность и надежность, легкость и низкую теплопроводность. Пластиковая арматура может использоваться при температурах от -70 до +100 градусов и предоставляет экономическую выгоду по сравнению с металлом. Все эти преимущества делают из пластиковой арматуры идеальный вариант для оборудования причалов, оградительных сооружений и фундамента зданий.

Арматура стеклопластиковая АСП-6

Плюсы стеклопластиковой арматуры

Использование стеклопластиковой арматуры для фундамента имеет множество преимуществ по сравнению с металлической.

Во-первых, она весьма легкая, что позволяет снизить общий вес здания. Во-вторых, обладает повышенной стойкостью к коррозии, а также имеет большие показатели прочности на разрыв и сжатие. В-третьих, при правильном использовании не боится агрессивных химических сред и широкого диапазона температур. Также предлагает простоту в монтаже и транспортировке, а также не помешает радиосигналам.

В-восьмых, арматура из стекловолокна доступна по стоимости и представляет большую экономическую выгоду. Где металл диаметром 12 мм. используется, стеклопластик можно использовать 8 мм. потому что они имеют разную прочность материала. В-девятых, полимерная арматура представляет собой абсолютный диэлектрик и не проводит электрический ток. Она используется в энергетических целях.

Арматура стеклопластиковая 8 мм, 50 м

Пластиковая арматура с материалом толщиной 8 мм имеет внешний вид аналогичный металлической арматуре. Выделяется неровный рельеф, который позволяет достичь более прочного соединения бетона со стекловолокном. Предназначена для укрепления мостов, дорог, опорных конструкций и для возведения ленточного или плитного фундамента для малоэтажного строительства.

Пластиковые изделия обладают высокими показателями теплопроводности, относительного удлинения, плотности, модуля упругости и предоставляют надежную защиту конструкций от агрессивных химических соединений. Предоставляет возможность использования хомутов и вязальной проволоки для соединения без применения сварочного аппарата. Диапазон рабочих температур пластиковой арматуры от -60 до +90 °С. Отличительной особенностью пластиковой арматуры являются высокие показатели прочности и стойкость к коррозионным процессам. Начальная стоимость составляет 780 рублей.

Технология армирования фундаментов

Сборка каркаса под фундамент становится проще благодаря небольшому весу арматуры из композитного материала. В сравнении с металлом, высокая прочность позволяет выбрать меньшее сечение прута. Для использования предлагаются полимерные стержни любой длины.

Ленточная конструкция

Начиная с проектной документации, необходимо провести расчет порядка укладки арматуры и расстояния между прутами. Затем выполняются работы по размотке и нарезке бухт под необходимые длины. Для получения ровного среза рекомендуется использовать болгарку. Далее прутья укладываются параллельно друг другу с заданными интервалами и фиксируются специальными скобами, пластиковыми хомутами или вязальной проволокой. При проектировании сложных форм фундамента может потребоваться использование гнутых элементов.

Для того чтобы задать нужный изгиб пластиковой арматуре, можно использовать стальные наконечники, которые фиксируются на концы арматуры с помощью цанговых зажимов. Для дополнительной защиты можно применить химические анкера. Такая техника защищает деталь от последующих механических нагрузок, давая гарантию качества и долговечности строительного конструктивного элемента.

Плитный фундамент

При сборке каркаса для ленточного фундамента, используются пластиковые арматуры, которые выглядят по-другому, чем при монтаже армирующего слоя под плитный фундамент. Для такого каркаса нет примыкающих участков и углов, а его внешний вид похож на две сетки, уложенные поверх друг друга. При вязке композитной арматуры и заливке бетона ставятся закладные (лягушки) более мелким шагом через 70-75 см и тщательно привязывают к арматуре. Это усиливает прочность и предотвращает всплытие армированного слоя на поверхность при заливке бетона. Такой каркас должен выполняться непосредственно на плоскости плиты, поскольку переноска конструкции больших размеров невозможно.

Особенности структуры

Стеклопластиковая арматура — это не просто пруток из композитного материала. В ее состав входят две основные части. Внутренний стержень представляет собой параллельно расположенные волокна стеклопластика, соединенные между собой при помощи полимерной смолы. Некоторые производители выпускают арматуру, волокна внутреннего ствола которой имеют косоугольную форму.

Это именно внутренний стержень определяет прочностные характеристики арматуры. Внешний слой прутка из стеклопластика может быть изготовлен либо в виде двунаправленной навивки из волокон, либо в виде напыления мелкофракционного абразивного порошка.